العلماء ينجحون في تحريك الأشياء بالصوت!
تاريخ النشر: 27th, June 2024 GMT
نجح فريق من العلماء في التلاعب بحركة الأشياء باستخدام الصوت، مع توجيه الأجسام العائمة حول العوائق في بيئة مائية، ما يسلط الضوء على إمكانيات جديدة لتوصيل الأدوية.
أوضح فريق البحث أن "الموجات الصوتية، على وجه الخصوص، تقدم مزايا مميزة لأنها متوافقة حيويا وغير ضارة، ويمكن لأطوالها الموجية القصيرة اختراق نطاق واسع من الوسائط غير المتجانسة والمبهمة".
واستخدم علماء كلية الهندسة EPFL في سويسرا، تقنيات مستوحاة من علم البصريات لتحقيق هذا التلاعب بالأشياء، مثل "الملاقط الضوئية" التي تُستخدم للتحكم بالجزيئات المجهرية.
وفي السنوات الأربع الماضية، حاول رومان فلوري، رئيس مختبر هندسة الأمواج في كلية الهندسة EPFL، وفريقه تحريك الأشياء في بيئات ديناميكية غير قابلة للتحكم باستخدام الموجات الصوتية.
إقرأ المزيد
وتعتمد هذه الطريقة على "تشكيل زخم الموجة"، دون المبالاة ببيئة الجسم أو حتى خصائصه الفيزيائية، حيث أن المعلومات المطلوبة تتعلق بموضع الجسم، لتقوم الموجات الصوتية بمهمتها.
وقال فلوري: "في تجاربنا، بدلا من محاصرة الأشياء، قمنا بدفعها بلطف، كما يقوم اللاعبون بتوجيه قرص الهوكي بالعصا".
وفي الإعداد التجريبي، وضع العلماء كرة بينغ بونغ في خزان مياه كبير يضم عدة مكبرات صوت موزعة في جميع الأنحاء. ثم قاموا بتشغيل موجات صوتية بتردد 1590 هرتز لتحريك الكرة عبر مسار مخطط مسبقا، بينما رصدت الميكروفونات ردود فعل تُعرف باسم "مصفوفة التشتت" أثناء ارتدادها عن الكرة.
وتتيح بيانات مصفوفة التشتت المقترنة بمعلومات الكاميرا العلوية، إمكانية إجراء حسابات في الوقت الفعلي لتحسين زخم الموجة الصوتية أثناء حركة الكرة.
وأثبتت التجربة نجاح الطريقة هذه في تحريك الأشياء وتدويرها على النحو الأمثل.
وبعد ذلك، نجح العلماء في اختبار نظامهم ضمن خزان يتضمن عوائق ثابتة ومتحركة، بالإضافة إلى استبدال كرة بينغ بونغ الكروية بأشياء أكثر تعقيدا، مثل زهرة اللوتس الورقية.
وقال فلوري: "تستخدم بعض طرق توصيل الدواء بالفعل الموجات الصوتية لإطلاق الأدوية المغلفة، لذا فإن هذه التقنية جذابة بشكل خاص لدفع الدواء مباشرة نحو الخلايا السرطانية، على سبيل المثال".
وقد تكون الطرق المماثلة مفيدة أيضا في مهام أخرى، مثل التحليل البيولوجي وهندسة الأنسجة، حيث قد يؤدي التفاعل الجسدي إلى تلويث العينات أو إتلافها.
نشرت الدراسة في مجلة Nature.
المصدر: interesting engineering
المصدر: RT Arabic
كلمات دلالية: اكتشافات بحوث تكنولوجيا فيزياء الموجات الصوتیة
إقرأ أيضاً:
تحليل علمي يكشف عن التركيب الكيميائي للأجرام السماوية: يصل قطرها إلى 1500 ميل
توصل علماء ناسا إلى تفاصيل دقيقة وغير مسبوقة حول تكوين الأجرام السماوية الصغيرة الجليدية التي تُعرف باسم الأجرام وراء نبتون «Trans-Neptunian Objects»، وتقع في المناطق الخارجية للنظام الشمسي، وذلك بالاعتماد على تحليل البيانات التي حُصل عليها من جهاز التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء القريبة على تلسكوب جيمس ويب الفضائي.
استطاع العلماء دراسة أكثر من 75 جسما من الأجرام وراء نبتون، التي يتراوح حجمها من أجرام قطرها أقل من 10 أميال إلى كواكب قزمة يصل قطرها إلى 1500 ميل، وقد اتضح أن هذه الأجرام مغطاة بجزيئات مجمدة تتكون من الغازات أو السوائل مثل الماء وثاني أكسيد الكربون والميثان، وفق ما ذكرته صحيفة ذي إندبندنت البريطانية.
وأشارت نتائج العلماء أن هذه الأجرام تدور في مدارات تقترب من مدار نبتون أو تتجاوزه، ما يعكس تأثير هجرة كواكب الجليد العملاقة، مثل نبتون و أورانوس خلال المراحل المبكرة لتشكل النظام الشمسي، كما استنتج العلماء أن الإشعاع الصادر من الشمس سيغير من تركيب الأجرام الكيميائي، ما يؤدي إلى تكوين جزيئات هيدروكربونية جديدة وأكثر تعقيدا مثل الميثانول والإيثان.
وباعتماد العلماء على بيانات 60 جرما سماويا، صُنفت الأجرام وراء نبتون إلى 3 فئات طيفية بناء على شكلها وتركيبها الكيميائي، وتتكون هذه الفئات الثلاثة بشكل أساسي من جزيئات تحتوي على جليد ثاني أكسيد الكربون والماء، وجسيمات غبار غنية بالسيليكات.
يُذكر أن علماء ناسا اعتمدوا في النتائج التي توصلوا إليها إلى تحليل بيانات من أداة NIRSpec، وهي واحدة من الأجهزة العلمية التي توجد على متن تلسكوب جيمس ويب، التي تتميز بقدرتها على دراسة أكثر من 100 جرم سماوي في آن واحد، ورصد الأطوال الموجية القريبة من الأشعة تحت الحمراء.
مخلفات محطة الهارثة الحرارية تسبب حالات إغماء بين الطلبة والتدريسيين