دانشمندان با استفاده از امواج فراصوت موفق به هدایت دقیق جرقه‌های الکتریکی شدند.
به گزارش تکناک، الکتریسیته به طور طبیعی تمایل به حرکت تصادفی و شاخه‌شاخه شدن دارد، اما دانشمندان اروپایی و کانادایی موفق شده‌اند با این روش جدید آنها را با دقت بالا هدایت کنند. این فناوری نوین نه‌تنها امکان کنترل دقیق مسیر جرقه‌ها را فراهم می‌کند، بلکه می‌تواند آنها را دور از موانع هدایت نماید و حتی به نقاط خاصی از مواد غیررسانا برساند.
فهرست مطالب
چالش کنترل الکتریسیته در فضای آزاد
الکتریسیته در طبیعت، به‌ویژه در فضای آزاد، تمایل به حرکت تصادفی دارد. به عنوان مثال، رعد و برق مسیرهای پیچیده و غیرقابل پیش‌بینی را طی می‌کند. این مسیرها تحت تأثیر عواملی مانند: تفاوت‌های چگالی هوا، بار الکتریکی و جذب به سمت اشیای فلزی قرار می‌گیرند. این عوامل باعث می‌شوند که کنترل دقیق مسیر الکتریسیته در هوا بسیار دشوار باشد.
در این مطالعه‌ای جدید، تیمی از دانشمندان دانشگاه هلسینکی، دانشگاه ناوارا و دانشگاه واترلو نشان داده‌اند که می‌توان با استفاده از امواج فراصوت، جرقه‌ها را دور موانع چرخاند و حتی باعث شد که به نقاط خاصی از یک ماده برخورد کنند، حتی اگر آن ماده رسانای الکتریسیته نباشد.
نحوه عملکرد و هدایت جرقه‌های الکتریکی
کلید این فناوری در استفاده از امواج فراصوت است. این امواج صوتی با فرکانس بالا، فشار هوایی ایجاد می‌کنند، که می‌تواند مسیر جرقه‌های الکتریکی را شکل دهد.
پس از ایجاد یک جرقه، هوای اطراف آن گرم و منبسط می‌شود. این هوای گرم، چگالی کمتری دارد و الکتریسیته تمایل دارد از مسیرهای با چگالی کمتر عبور کند. امواج فراصوت با جابه‌جایی هوای گرم و کم‌چگالی، مسیر جرقه‌ها را با دقت بالا هدایت می‌کنند.
آزمایش موفقیت‌آمیز با سیم‌پیچ تسلا
تیم تحقیقاتی این تکنیک را با استفاده از دو حلقه ۳۶۰ درجه از فرستنده‌های فراصوت در اطراف یک سیم‌پیچ تسلا آزمایش کردند. زمانی که امواج فراصوت فعال شدند، جرقه‌های پلاسما که اغلب به شکل درختی و شاخه‌شاخه بودند، به خطوط مستقیم و کنترل‌شده تبدیل شدند. سپس این خطوط با چرخش فیزیکی حلقه فرستنده‌ها یا تنظیم قدرت فرستنده‌های مختلف، به جهت‌های دلخواه هدایت شدند.
کاربردهای بالقوه این فناوری در هدایت جرقه‌های الکتریکی
این فناوری کاربردهای گسترده‌ای دارد. به عنوان مثال، می‌توان از آن برای ایجاد سوئیچ‌های کنترل‌شده در مدارهای بی‌سیم استفاده کرد. همچنین این روش امکان هدایت الکتریسیته به سمت مواد غیررسانا را فراهم می‌کند، که در گذشته امکان‌پذیر نبود.
دیگر کاربردهای پیشنهادی این فناوری شامل حکاکی الگوها روی کلونی‌های باکتری و حتی ایجاد دستگاه‌هایی است که با ارسال جرقه‌های پلاسما با توان پایین به پوست، بازخورد حسی ایجاد می‌کنند.
ایجاد سیستم بریل بدون تماس
جوسو ایریساری، نویسنده اول این مطالعه عنوان کرد: «من بسیار هیجان‌زده هستم که از جرقه‌های بسیار ضعیف برای ایجاد محرک‌های حسی کنترل‌شده در دست استفاده کنم. شاید بتوانیم با این فناوری نخستین سیستم بریل بدون تماس را ایجاد کنیم.»
این تحقیق در مجله معتبر Science Advances منتشر شده است.
کشف روش هدایت جرقه‌های الکتریکی با امواج فراصوت، گامی بزرگ در کنترل دقیق الکتریسیته در فضای آزاد است. این فناوری نه‌تنها می‌تواند تحولی عظیم در صنایع الکترونیک و ارتباطات ایجاد کند، بلکه راه را برای نوآوری‌های بیشتر در حوزه‌های پزشکی و زیست‌فناوری هموار می‌سازد. با ادامه تحقیقات، شاهد پیشرفت‌های بیشتری در این زمینه خواهیم بود.
