一組工程師創(chuàng)造了微小的聲學(xué)渦流,并用它們來抓住和旋轉(zhuǎn)懸浮在水中的微觀顆粒。
布里斯托大學(xué)機(jī)械工程系和西北工業(yè)大學(xué)的學(xué)者進(jìn)行的這項(xiàng)研究發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》上。
研究人員表明,聲學(xué)渦流的作用就像是龍卷風(fēng),導(dǎo)致微粒旋轉(zhuǎn)并將其吸引到渦流核心。就像龍卷風(fēng)一樣,粒子發(fā)生的變化很大程度上取決于粒子的大小。
機(jī)械工程學(xué)系超聲學(xué)教授布魯斯·德特沃特(Bruce Drinkwater)以及該研究的作者之一說:“我們現(xiàn)在已經(jīng)證明,這些渦旋可以使微粒旋轉(zhuǎn),從而打開了潛在的應(yīng)用領(lǐng)域,例如為生物細(xì)胞創(chuàng)建了微型離心機(jī)分選或小規(guī)模,低功率的水凈化。
“如果將大型聲學(xué)渦旋裝置視為音波起子,我們就發(fā)明了制表師的音波起子。”
研究團(tuán)隊(duì)使用了許多微型超聲波揚(yáng)聲器,它們排列成一個(gè)圓圈,以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的聲波。他們發(fā)現(xiàn),當(dāng)引入小顆粒(小于1微米)和水的混合物時(shí),它們會(huì)圍繞渦旋核心緩慢旋轉(zhuǎn)。但是,較大的微粒(家用面粉)被吸入芯中,并由于聲輻射力而高速旋轉(zhuǎn)或卡在一系列圓環(huán)中。
中國(guó)西北工業(yè)大學(xué)應(yīng)用物理系的洪振宇博士補(bǔ)充說:“以前的研究人員已經(jīng)表明,可以用聲渦旋來旋轉(zhuǎn)厘米級(jí)以上的更大物體,證明它們具有旋轉(zhuǎn)動(dòng)量。”