Dùng sóng siêu âm dịch chuyển vật thể không cần chạm

Đặt cấu trúc siêu vật liệu lên bề mặt vật thể, các chuyên gia có thể điều khiển nó đi theo một hướng nhất định mà không cần tiếp xúc.

(Video: Nature Communications)

Nhóm chuyên gia tại Đại học Minnesota tìm ra phương pháp mới để dịch chuyển vật thể bằng sóng siêu âm, TechXplore hôm 6/12 đưa tin. Nghiên cứu mới, xuất bản trên tạp chí Nature Communications, mở ra tiềm năng ứng dụng trong các ngành như sản xuất và robot, cho phép thiết bị di chuyển mà không cần nguồn điện tích hợp.

Trước đây, giới khoa học đã chứng minh rằng sóng âm và ánh sáng có thể điều khiển vật thể, nhưng vật thể cần nhỏ hơn bước sóng của âm thanh hoặc ánh sáng, kích thước tương ứng là milimet và nanomet.

Trong nghiên cứu mới, nhóm chuyên gia tại Đại học Minnesota phát triển một phương pháp cho phép dịch chuyển vật thể lớn hơn nhờ sử dụng các nguyên tắc vật lý siêu vật liệu. Siêu vật liệu là những vật liệu được chỉnh sửa để tương tác với sóng, ví dụ ánh sáng và âm thanh. Bằng cách đặt một cấu trúc siêu vật liệu lên bề mặt vật thể, nhóm nghiên cứu có khả năng sử dụng âm thanh để điều khiển nó đi theo một hướng nhất định mà không cần chạm.

"Khi đặt những cấu trúc tí hon này lên bề mặt vật thể, về cơ bản, chúng tôi có thể phản xạ âm thanh theo bất kỳ hướng nào mình muốn. Và khi làm điều đó, chúng tôi cũng kiểm soát được lực âm thanh tác dụng lên vật thể", Ognjen Ilic, tác giả chính của nghiên cứu, phó giáo sư tại Khoa Kỹ thuật Cơ khí thuộc Đại học Minnesota, cho biết.

Thử nghiệm dịch chuyển vật thể bằng sóng siêu âm.

Với kỹ thuật này, nhóm nghiên cứu không chỉ đẩy được một vật về phía trước mà còn có thể kéo nó về phía một nguồn nhất định. Họ đặt mục tiêu thử nghiệm các tần số sóng cao hơn, các vật liệu và vật thể kích thước khác nhau trong tương lai.

"Trong nhiều lĩnh vực khoa học kỹ thuật, đặc biệt là robot, người ta cần phải di chuyển đồ vật, cần chuyển tín hiệu thành một loại chuyển động có kiểm soát. Thông thường, họ làm điều này nhờ dây nối, hoặc thiết bị phải mang theo một nguồn năng lượng nào đó để thực hiện nhiệm vụ", Ilic nói.

"Ở đây, chúng tôi đi theo một hướng mới và chứng minh rằng không cần tiếp xúc vật lý, ta vẫn có thể di chuyển đồ vật và sự di chuyển này được kiểm soát chỉ bằng cách thiết lập những thứ trên bề mặt của vật đó. Điều này mang lại một cơ chế mới để vận hành mọi thứ mà không cần tiếp xúc", ông bổ sung.