Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay
  Все выпуски  

Тепло применили для левитации различных предметов



Тепло применили для левитации различных предметов
2017-02-15 07:17 zarubin

Исследователи Университета Чикаго заставили левитировать различные типы материала в своих новых экспериментах.

Ученые под руководством Frankie Fung продемонстрировали левитацию множества керамических и полиэтиленовых сфер, стеклянных пузырьков, частицы льда, пуха между теплой пластиной и холодной поверхностью в вакуумной камере. В своей работе Fung и его коллеги достигли прорыва в левитации, с точки зрения продолжительности, ориентации и способа. Левитация объектов длилась более часа, а стабильность была достигнута и в радиальном направлении и по вертикали. Ученые использовали градиент температуры, а не свет или магнитное поле.

«Магнитная левитация работает только на магнитных частицах, а оптическая только на объектах, которые могут быть поляризованы светом, но мы демонстрируем метод, способный левитировать общие объекты», говорят изобретатели.

В эксперименте, нижнюю медную пластину выдерживают при комнатной температуре, в то время как верхний стальной цилиндр из нержавейки, заполненный жидким азотом, выдерживают при отрицательных 300 градусов по Фаренгейту. Восходящий поток тепла от теплой пластины к холодной удерживает частицы в воздухе на неопределенный срок. «Большой градиент температуры приводит к силе, которая уравновешивает силу тяжести и приводит к стабильной левитации. Нам удалось количественно оценить термофоретическую силу и найти разумное согласие с тем, что предсказывается теорией. Это позволит нам исследовать возможности левитации различных типов объектов», добавили ученые. Ключом к стабильной левитации служит геометрическая конструкция двух пластин. Правильное соотношение их размеров и расстояние между ними позволяет теплому воздуху подниматься и эффективно левитировать объекты. Другим фактором чувствительности является температурный градиент, который должен быть направлен вверх.

«Только в узком диапазоне давления, градиента температуры и геометрических факторов пластин мы достигаем стабильной и длительной левитации. Различные частицы также требуют тонкой настройки параметров», поясняет Fung. Устройство предлагает новую наземную платформу для исследования динамики астрофизических, химических и биологических систем в условиях микрогравитации, по мнению исследователей.

Левитация макроскопических частиц в вакууме представляет особый интерес из-за его широкого применения в космосе, в атмосферных и астро-химических исследованиях. Новый метод имеет большое значение, поскольку он предлагает новый подход к манипуляции мелкими предметами, не контактируя и не загрязняя их.



В избранное