Акустическая левитация - Acoustic levitation

Акустическая левитация это метод удержания вещества в воздухе против силы тяжести с использованием давление акустического излучения от высокой интенсивности звук волны.[1][2]

Он работает по тем же принципам, что и акустический пинцет за счет использования сил акустического излучения. Однако акустический пинцет, как правило, представляет собой устройства небольшого размера, которые работают в текучей среде и меньше подвержены влиянию силы тяжести, тогда как акустическая левитация в первую очередь связана с преодолением силы тяжести. Технически динамическая акустическая левитация - это форма акустофорез, хотя этот термин чаще ассоциируется с небольшими акустическими пинцетами.[3]

Обычно звуковые волны на ультразвуковой частоты используются[4] таким образом, не создавая звука, слышимого людьми. В первую очередь это связано с высокой интенсивностью звука, необходимого для противодействия гравитации. Однако были случаи, когда использовались звуковые частоты.[5]

Акустический левитатор стоячей волны рожкового типа Ланжевена в Аргоннской национальной лаборатории

Существуют различные методы создания звука, но наиболее распространенным является использование пьезоэлектрические преобразователи который может эффективно генерировать выходные сигналы с высокой амплитудой на желаемых частотах.

Левитация является перспективным методом бесконтейнерной обработки микрочипов и других мелких, хрупких предметов в промышленности. Бесконтейнерная обработка может также использоваться для приложений, требующих очень чистых материалов или химических реакций, которые слишком жесткие, чтобы происходить в контейнере. Этот метод сложнее контролировать, чем другие, такие как электромагнитный левитация, но имеет то преимущество, что может левитировать непроводящий материалы.

Первоначально статическая, акустическая левитация превратилась из неподвижной левитации в динамическое управление парящими объектами, что полезно в фармацевтической и электронной промышленности. Впервые это было реализовано с помощью прототипа с массивом квадратных акустических излучателей в виде шахматной доски, которые перемещают объект из одного квадрата в другой, медленно снижая интенсивность звука, излучаемого из одного квадрата, и одновременно увеличивая интенсивность звука из другого, позволяя объекту перемещаться. практически «под гору».[6] Совсем недавно разработка плат преобразователей с фазированной решеткой позволила более произвольно управлять динамикой сразу нескольких частиц и капель.[7][8][9]

Последние достижения также привели к значительному снижению цены на технологию. «TinyLev» - это акустический левитатор, который может быть сконструирован из широко доступных недорогих готовых компонентов и одной рамы, напечатанной на 3D-принтере.[10][11]

История

Экспериментальный

Рисунок Трубка Кундта эксперимент. Движение частиц за счет сил акустического излучения было первой демонстрацией возможности акустической левитации.

Первая демонстрация возможности акустической левитации была проведена в г. Труба Кундта экспериментов в 1866 году. Эксперимент в резонансной камере показал, что частицы могут собираться в узлах стоячая волна силами акустического излучения. Однако первоначальный эксперимент проводился с целью вычисления длины волн и поэтому скорость звука в газе.

Первая левитация была продемонстрирована Бюксом и Мюллером в 1933 году, которые подняли капли спирта между кристаллом кварца и отражателем.[12] Следующее достижение было сделано Хилари Сент-Клер, которая интересовалась силами акустического излучения в первую очередь для их приложений по агломерации частиц пыли для использования в горнодобывающей промышленности.[13][14] Он создал первое электромагнитное устройство для создания амплитуд возбуждения, необходимых для левитации. [15] затем продолжил левитировать более крупные и тяжелые объекты, включая монету.[13]

Тейлор Ван был лидером группы, которая в значительной степени использовала силы акустического излучения в качестве сдерживающего механизма в условиях невесомости, подняв устройство на Спейс Шаттл Челленджер миссия СТС-51-Б исследовать поведение левитирующих капель в условиях микрогравитации.[16] Дальнейшие эксперименты были проведены в 1992 году на борту Лаборатории микрогравитации США 1 (USML-1),[17] и в 1995 году на борту USML-2.[18]

Самый распространенный левитатор как минимум 1970-х годов[19] до 2017 года был рог Ланжевена,[20] состоит из пьезоэлектрического привода, металлического передатчика и отражателя. Однако это требовало точной настройки расстояния между передатчиком и отражателем, так как расстояние между источником и отражателем должно быть точным кратным длине волны. Это сложнее, чем кажется, поскольку длина волны меняется в зависимости от скорость звука, который зависит от факторов окружающей среды, таких как температура и высота над уровнем моря. С такими приборами проведены серьезные исследования, в том числе в области бесконтактной химии.[21][22] и левитация мелких животных.[23] Некоторые из них также были объединены для создания непрерывного плоского движения за счет уменьшения интенсивности звука от одного источника при одновременном увеличении интенсивности звука соседнего источника, позволяя частице перемещаться «под гору» в поле акустического потенциала.[6]

Акустический левитатор TinyLev, включая электронику и диаграмму поля пикового давления.

Новое поколение акустических левитаторов, использующих большое количество небольших индивидуальных пьезоэлектрических преобразователей, в последнее время стало более распространенным.[24] Первым из этих левитаторов был одноосный левитатор со стоячей волной, названный TinyLev.[11][10] Ключевыми отличиями от рожка Ланжевена были использование источников как сверху, так и снизу (а не источника и отражателя) и использование большого количества небольших преобразователей с параллельным возбуждением, а не одного пьезоэлемента. Использование двух противоположных бегущих волн, в отличие от одного источника и отражателя, означало, что левитация все еще была возможна, даже если расстояние между верхом и низом не было точным кратным длине волны. Это привело к созданию более надежной системы, которая не требует настройки перед работой. Использование нескольких небольших источников изначально было разработано как мера экономии, но также открыло двери для левитации с фазированной решеткой, о которой будет сказано ниже. Использование 3D-печать компоненты для рамки, которая позиционирует и фокусирует преобразователи и Ардуино поскольку генераторы сигналов также значительно снизили стоимость, одновременно увеличив доступность,[25] Снижение стоимости было особенно важным, так как основной целью этого устройства была демократизация технологии.[26]

Этот новый подход также привел к значительным разработкам с использованием Фазированная решетка Ультразвуковые преобразователи[8][7] (часто называемые PAT) для левитации. Ультразвуковые преобразователи с фазированной решеткой - это набор ультразвуковых динамиков, которые управляются для создания единого желаемого звукового поля. Это достигается за счет управления относительной фаза (то есть время задержки) между каждым выходом, а иногда и относительные выходные значения. В отличие от своих собратьев в неразрушающий контроль или же визуализация поля, эти массивы будут использовать непрерывный выход, а не короткие всплески энергии. Это позволило односторонней левитации[8] а также одновременное манипулирование большим количеством частиц.[7]

Другой подход, который набирает популярность, - это использование компонентов, напечатанных на 3D-принтере, для применения фазовых задержек, необходимых для левитации, создавая аналогичный эффект для PAT, но с тем преимуществом, что они могут иметь более высокое пространственное разрешение, чем фазированная решетка, что позволяет больше сложные поля для формирования.[27] Иногда их называют акустическими голограммами.[28] Метаповерхности,[29] Линии задержки[30] или метаматериалы.[31][32] Различия в терминах в основном основаны на области, в которой возникла техника дизайна, но основная идея, лежащая в основе всех техник, по сути, одинакова. Их также можно использовать вместе с PAT для получения динамической реконфигурируемости и более высокого разрешения звукового поля.[27] Еще одним преимуществом является снижение стоимости, ярким примером которого является дешевый ультразвуковой луч трактора[33] для которого были созданы инструкции.[34]

Хотя было разработано много новых техник манипуляции, в исследованиях все еще используются рога Ланжевена. Их часто предпочитают для исследования динамики левитирующих объектов из-за простоты их геометрии и последующей простоты моделирования.[35] и контроль экспериментальных факторов.[36]

Теоретическая

Лорд Рэйли разработал теории о силе давления, связанной со звуковыми волнами, в начале 1900-х годов,[37][38] однако эта работа была в основном основана на теоретических силах и энергии, содержащихся в звуковой волне. Первый анализ частиц был проведен Л.В. Кинг в 1934 году, который рассчитал силу, действующую на несжимаемые частицы в акустическом поле.[39] Затем последовали Йосиока и Кависама, которые рассчитали силы, действующие на сжимаемые частицы в плоских акустических волнах.[40] Затем последовала работа Льва П. Горькова, в которой поле было обобщено на потенциал Горькова:[41] математическая основа акустической левитации, которая все еще широко используется сегодня.

Потенциал Горькова ограничен своими предположениями сферами с радиусом значительно меньше длины волны,[42] типичным пределом считается одна десятая длины волны.[43][44] Доступны и другие аналитические решения для простых геометрических фигур, однако для распространения на более крупные или несферические объекты обычно используются численные методы, особенно метод конечных элементов[45][35] или метод граничных элементов.[46][47][48]

Виды левитации

Акустическую левитацию можно условно разделить на пять различных категорий:[1]

  1. Левитация стоячей волны: Частицы захватываются узлами стоячая волна, образованный либо источником звука и отражателем (в случае рожка Ланжевена), либо двумя наборами источников (в случае TinyLev). Это зависит от того, что частицы малы относительно длины волны, обычно в районе 10% или меньше, а максимальный левитирующий вес обычно составляет порядка нескольких миллиграммов.[1] Также стоит отметить, что если частица слишком мала по сравнению с длиной волны, она будет вести себя по-другому и перемещаться к анузлам.[49] Обычно эти левитаторы являются одноосными, что означает, что все частицы удерживаются вдоль одной центральной оси левитатора. Однако с использованием PAT они также могут быть динамическими. Это самый эффективный метод левитации на расстоянии, превышающем длину волны, из-за конструктивного взаимодействия двух бегущих волн, которые его образуют. Силы левитации одиночного луча на расстоянии в 30 раз слабее простой стоячей волны.[50]
    Однолучевой акустический левитатор, использующий вихревую ловушку для левитации частицы пенополистирола, размер которой примерно в два раза превышает длину волны. Вихри быстро меняются по направлению, чтобы не допустить вращения частицы до точки нестабильности.[51] Здесь используется 450 преобразователей на частоте 40 кГц.
  2. Акустическая левитация в дальней зоне: Объекты больше длины волны левитируют за счет создания поля, адаптированного к размеру и форме левитирующего объекта. Это позволяет объектам, размер которых превышает длину волны, подниматься на расстояние, превышающее длину волны от источника. Однако объект не должен быть высокой плотности. В ранних подходах это была простая вертикальная стоячая волна для дисков. [19] или устройство из трех преобразователей для стабилизации сферы.[52] Однако в последних разработках использовались PAT и метод граничных элементов поднимать в воздух гораздо более крупные объекты на гораздо большие расстояния. Самый тяжелый объект, поднимаемый с помощью этой техники, - сфера из пенополистирола диаметром 30 мм и массой 0,6 г.[47] Октаэдр из вспененного полистирола с диагональю 50 мм и массой 0,5 г является самым большим объектом, когда-либо акустически левитировавшим с помощью этой техники с использованием PATs выше и ниже объекта.[47]
  3. Левитация одним лучом: Левитация объектов на расстоянии более одной длины волны от источников с доступом только с одной стороны. В этом случае ловушка должна быть специально спроектирована и обычно имеет форму двойной ловушки или вихревой ловушки, хотя также возможен третий тип ловушки, называемый ловушкой для бутылок. Двойная ловушка - простейшая из этих возможностей, которая формирует два «пинцета» высокого давления по обе стороны от частицы.[8] Если используется геометрическая фокусировка, то ее можно использовать для создания притягивающего луча с общедоступными деталями.[30][34] Вихревая ловушка создает в центре «дыру» низкого давления. Для этого требуется более сложное фазовое поле, но, в отличие от двойной ловушки, его можно использовать для подъема объектов размером больше длины волны.[51] В 2019 году самый крупный объект, когда-либо поднявшийся тяговым лучом, был сделан на Бристольский университет и показан в "The Edge of Science",[53] а BBC Earth производство для YouTube Originals ведущий Рик Эдвардс. Это был шар из пенополистирола диаметром 19,53 мм.
  4. Левитация в ближнем поле: Большой плоский объект помещается очень близко к поверхности преобразователя и действует как отражатель, позволяя ему левитировать на очень тонкой пленке воздуха. Этот метод позволяет поднять несколько килограммов, но не может подниматься выше сотни микрометров над поверхностью.[54] Таким образом, в человеческом масштабе это выглядит скорее как огромное уменьшение трения, чем как левитация.
  5. Инвертированная акустическая левитация ближнего поля: При определенных условиях сила отталкивания, которая вызывает левитацию в ближнем поле, инвертируется и становится силой притяжения. В этом случае датчик можно направить вниз, и установка будет левитировать, а объект будет левитировать под ней. Объект будет левитировать на расстоянии в десятки микрометров, а объекты в миллиграммовом масштабе будут левитированы. Текущие исследования показывают, что это происходит там, где эквивалентный радиус диска меньше 38% длины волны. [45]

Эти широкие классификации - единственный способ сортировки типов левитации, но они не являются окончательными. Дальнейшая работа ведется по объединению методов для получения больших возможностей, таких как стабильная левитация несимметричных объектов путем объединения левитации стоячей волны с двойной ловушкой (обычно это техника левитации с одним лучом).[50] Также предстоит проделать значительную работу по объединению этих методов с напечатанными на 3D-принтере компонентами фазового сдвига для получения таких преимуществ, как пассивное формирование поля.[28][30][31] или более высокое пространственное разрешение.[28][27] Также существуют значительные различия в методах контроля. Хотя PAT являются обычным явлением, также было показано, что Хладни Пластины может использоваться как одиночный источник стоячей волны для управления левитирующими объектами путем изменения частоты.[55]

Приложения

Основное применение акустической левитации, вероятно, будет научным и промышленным.

Подборка акустически левитирующих объектов в TinyLev, включая твердые тела, жидкости, муравей и электрический компонент. Все в размерном диапазоне от 2 мм до 6 мм.[11]

Бесконтактное манипулирование каплями вызывает значительный интерес, поскольку обещает маломасштабную бесконтактную химию.[20] Особый интерес представляет смешивание нескольких капель с использованием PAT, чтобы можно было изучать химические реакции отдельно от контейнеров.[56][9] Существует также интерес к использованию левитации для подвешивания капель белка для использования рентгеновской дифракции без контейнеров, которые ослабляют луч и снижают качество получаемых дифракционных данных.[57][58]

Левитация мелких живых животных также была изучена, и жизнеспособность животных, которые обычно существуют в воздухе, не пострадала.[23] В будущем его можно будет использовать как инструмент для изучения самих животных.

Также были исследования в области бесконтактной сборки. Левитация поверхностный монтаж электрические компоненты были продемонстрированы[11][45] as имеет микросборку с комбинацией акустических и магнитных полей.[59] Также существует коммерческий интерес к 3D-печати, пока он левитировал. Боинг подача патента на концепцию.[60]

Акустическая левитация также была предложена в качестве метода создания объемный дисплей, со светом, проецируемым на частицу, которая движется по траектории, создавая изображение быстрее, чем может обработать глаз. Это уже оказалось возможным[61] и был объединен с аудио и тактильной обратной связью от того же PAT.[62]

Акустофоретический объемный дисплей, на котором небольшая частица пенополистирола быстро перемещается, и на нее проецируется свет, создавая изображение «стоп-сигнала». Это составное изображение, снятое за 20 секунд.[63]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c Андраде, Марко А. Б .; Перес, Николас; Адамовски, Хулио К. (2018-04-01). "Обзор достижений акустической левитации". Бразильский журнал физики. 48 (2): 190–213. Bibcode:2018BrJPh..48..190A. Дои:10.1007 / s13538-017-0552-6. ISSN  1678-4448. S2CID  125461009.
  2. ^ Андраде, Марко А. Б .; Марцо, Азиер; Адамовски, Хулио С. (2020). «Акустическая левитация в воздухе: последние достижения, проблемы и перспективы на будущее». Appl. Phys. Латыш. Издательство AIP. 116 (25): 250501. Bibcode:2020АпФЛ.116у0501А. Дои:10.1063/5.0012660. ISSN  0003-6951.
  3. ^ Ленсхоф, Андреас; Лорелл, Томас (2014), «Акустофорез», в Бхушане, Бхарат (ред.), Энциклопедия нанотехнологий, Springer, Нидерланды, стр. 1–6, Дои:10.1007/978-94-007-6178-0_423-2, ISBN  978-94-007-6178-0
  4. ^ «Ультразвуковая левитация». 2006-11-04. Архивировано из оригинал на 2006-11-04. Получено 2020-04-22.
  5. ^ WANG, T .; САФФРЕН, М .; ЭЛЛИМАН, Д. (1974-01-30). «Акустическая камера для невесомого позиционирования». 12-е совещание по аэрокосмическим наукам. Рестон, Вирджиния: Американский институт аэронавтики и астронавтики. Дои:10.2514/6.1974-155.
  6. ^ а б Форести, Даниэле; Набави, Маджид; Клингауф, Мирко; Феррари, Альдо; Пуликакос, Димос (30 июля 2013 г.). «Акустофорезная бесконтактная транспортировка и обращение с веществами в воздухе». Труды Национальной академии наук. 110 (31): 12549–12554. Bibcode:2013ПНАС..11012549F. Дои:10.1073 / pnas.1301860110. ISSN  0027-8424. ЧВК  3732964. PMID  23858454.
  7. ^ а б c Марцо, Азиер; Дринкуотер, Брюс В. (02.01.2019). «Пинцет акустический голографический». Труды Национальной академии наук. 116 (1): 84–89. Bibcode:2019ПНАС..116 ... 84М. Дои:10.1073 / pnas.1813047115. ISSN  0027-8424. ЧВК  6320506. PMID  30559177.
  8. ^ а б c d Марцо, Азиер; Сиа, Сью Энн; Дринкуотер, Брюс У .; Саху, Дипак Ранджан; Лонг, Бенджамин; Субраманиан, Шрирам (2015-10-27). «Голографические акустические элементы для манипулирования левитирующими объектами». Nature Communications. 6 (1): 8661. Bibcode:2015НатКо ... 6,8661 млн. Дои:10.1038 / ncomms9661. ISSN  2041-1723. ЧВК  4627579. PMID  26505138.
  9. ^ а б Андраде, Марко А. Б .; Camargo, Thales S.A .; Марцо, Азиер (2018-12-01). «Автоматическое бесконтактное впрыскивание, транспортировка, слияние и выброс капель с помощью многофокусного акустического левитатора». Обзор научных инструментов. 89 (12): 125105. Дои:10.1063/1.5063715. HDL:2454/33737. ISSN  0034-6748. PMID  30599572.
  10. ^ а б «Акустический левитатор: 25 шагов (с изображениями)». 2018-01-01. Архивировано из оригинал на 2018-01-01. Получено 2020-04-22.
  11. ^ а б c d Марцо, Азиер; Барнс, Адриан; Дринкуотер, Брюс В. (2017-08-01). "TinyLev: одноосный акустический левитатор с несколькими излучателями". Обзор научных инструментов. 88 (8): 085105. Bibcode:2017РНКИ ... 88х5105М. Дои:10.1063/1.4989995. ISSN  0034-6748. PMID  28863691.
  12. ^ Бюкс, Карл; Мюллер, Ганс (январь 1933). "Über einige Beobachtungen an schwingenden Piezoquarzen und Ihrem Schallfeld". Zeitschrift für Physik. 84 (1–2): 75–86. Bibcode:1933ZPhy ... 84 ... 75B. Дои:10.1007 / bf01330275. ISSN  1434-6001. S2CID  120868972.
  13. ^ а б Клер, Хиллари В. Ст. (Ноябрь 1949 г.). «Агломерация частиц дыма, тумана или пыли звуковыми волнами». Промышленная и инженерная химия. 41 (11): 2434–2438. Дои:10.1021 / ie50479a022. ISSN  0019-7866.
  14. ^ "Archives West: документы Хиллари В. Сент-Клер, 1896–1997". archiveswest.orbiscascade.org. Получено 2020-04-06.
  15. ^ Сент-Клер, Хиллари В. (май 1941 г.). «Электромагнитный звуковой генератор для создания интенсивного высокочастотного звука». Обзор научных инструментов. 12 (5): 250–256. Bibcode:1941RScI ... 12..250S. Дои:10.1063/1.1769874. ISSN  0034-6748.
  16. ^ Wang, T. G .; Trinh, E.H .; Croonquist, A. P .; Эллеман, Д. Д. (1986-02-03). «Формы вращающихся свободных капель: результаты экспериментов Spacelab». Письма с физическими проверками. 56 (5): 452–455. Bibcode:1986PhRvL..56..452W. Дои:10.1103 / PhysRevLett.56.452. ISSN  0031-9007. PMID  10033196.
  17. ^ Wang, T. G .; Анилкумар, А. В .; Lee, C.P .; Лин, К. С. (1994-10-10). «Бифуркация вращающихся капель жидкости: результаты космических экспериментов USML-1». Журнал гидромеханики. 276: 389–403. Bibcode:1994JFM ... 276..389Вт. Дои:10.1017 / S0022112094002612. ISSN  0022-1120.
  18. ^ "Ванга". www.astronautix.com. Получено 2020-04-22.
  19. ^ а б Уаймарк, Р. Р. (1975-11-01). «Позиционирование акустического поля для бесконтейнерной обработки». Ультразвук. 13 (6): 251–261. Дои:10.1016 / 0041-624X (75) 90072-4. ISSN  0041-624X.
  20. ^ а б Моррис, Роберт Х .; Краска, Элизабет Р .; Докер, Питер; Ньютон, Майкл И. (2019-10-02). «По ту сторону рога Ланжевена: массивы датчиков для акустической левитации жидких капель» (PDF). Физика жидкостей. 31 (10): 101301. Bibcode:2019ФФЛ ... 31дж1301М. Дои:10.1063/1.5117335. ISSN  1070-6631.
  21. ^ Трин, Э. Х. (1 ноября 1985 г.). «Компактное устройство акустической левитации для исследований в области гидродинамики и материаловедения в лабораторных условиях и в условиях микрогравитации». Обзор научных инструментов. 56 (11): 2059–2065. Bibcode:1985RScI ... 56.2059T. Дои:10.1063/1.1138419. ISSN  0034-6748.
  22. ^ Ярин, А.Л .; Pfaffenlehner, M .; Тропея, К. (февраль 1998 г.). «Об акустической левитации капель». Журнал гидромеханики. 356 (1): 65–91. Bibcode:1998JFM ... 356 ... 65л. Дои:10.1017 / S0022112097007829. ISSN  1469-7645.
  23. ^ а б Xie, W. J .; Cao, C.D .; Lü, Y. J .; Hong, Z. Y .; Вэй, Б. (20 ноября 2006 г.). «Акустический метод левитации мелких живых животных». Письма по прикладной физике. 89 (21): 214102. Bibcode:2006АпФЛ..89у4102Х. Дои:10.1063/1.2396893. ISSN  0003-6951.
  24. ^ Пуранен Т., Хеландер П., Мериляйнен А., Макони Г., Пенттиля А., Грицевич М., Кассамаков И., Салми А., Муйнонен К., Хеггстрем Э. Многочастотная акустическая левитация. Международный симпозиум IEEE по ультразвуку (IUS), 2019 г., DOI: 10.1109 / ULTSYM.2019.8926200 https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8926200
  25. ^ «Акустический левитатор». www.instructables.com. Получено 2020-04-06.
  26. ^ Кауэрн, Дианна (2020-04-23). «Я построил акустический ЛЕВИТАТОР! Заставляю жидкость плавать по воздуху». YouTube. Получено 23 апреля 2020.
  27. ^ а б c "Soundbender" (PDF). UIST '18: Материалы 31-го ежегодного симпозиума ACM по программному обеспечению и технологиям пользовательского интерфейса. Октябрь 2018. С. 247–259. Дои:10.1145/3242587.3242590.
  28. ^ а б c Мельде, Кай; Марк, Эндрю Г .; Цю, Тянь; Фишер, Пер (сентябрь 2016 г.). «Голограммы для акустики». Природа. 537 (7621): 518–522. Bibcode:2016Натура.537..518М. Дои:10.1038 / природа19755. ISSN  1476-4687. PMID  27652563. S2CID  4403584.
  29. ^ Тиан, Чжэньхуа; Шен, Чен; Ли, Цзюньфэй; Рейт, Эрик; Гу, Юян; Фу, Хай; Каммер, Стивен А .; Хуанг, Тони Джун (март 2019 г.). «Программируемые акустические метаповерхности». Современные функциональные материалы. 29 (13): 1808489. Дои:10.1002 / adfm.201808489. ISSN  1616-301X. ЧВК  6527353. PMID  31123431.
  30. ^ а б c Marzo, A .; Ghobrial, A .; Cox, L .; Caleap, M .; Croxford, A .; Дринкуотер, Б. В. (02.01.2017). «Реализация компактных тяговых лучей с использованием акустических линий задержки». Письма по прикладной физике. 110 (1): 014102. Bibcode:2017АпФЛ.110а4102М. Дои:10.1063/1.4972407. ISSN  0003-6951.
  31. ^ а б Полихронопулос, Спирос; Мемоли, Джанлука (декабрь 2020 г.). «Акустическая левитация с оптимизированными отражающими метаматериалами». Научные отчеты. 10 (1): 4254. Bibcode:2020НатСР..10.4254П. Дои:10.1038 / s41598-020-60978-4. ISSN  2045-2322. ЧВК  7060201. PMID  32144310.
  32. ^ Норасикин, Мохд Адили; Мартинес Пласенсиа, Диего; Полихронопулос, Спирос; Мемоли, Джанлука; Токуда, Ютака; Субраманиан, Шрирам (2018). «SoundBender: динамический акустический контроль за препятствиями». 31-й ежегодный симпозиум ACM по программному обеспечению и технологиям пользовательского интерфейса - UIST '18. Берлин, Германия: ACM Press: 247–259. Дои:10.1145/3242587.3242590. ISBN  978-1-4503-5948-1. S2CID  52982064.
  33. ^ «Изобретен звуковой тракторный луч (ж / видео)». Phys.org. Получено 2020-04-22.
  34. ^ а б «Акустический тракторный луч». www.instructables.com. Получено 2020-04-22.
  35. ^ а б Андраде, Марко А. Б .; Марсо, Азиер (01.11.2019). «Численное и экспериментальное исследование устойчивости капли одноосного акустического левитатора». Физика жидкостей. 31 (11): 117101. Bibcode:2019ФФл ... 31к7101А. Дои:10.1063/1.5121728. ISSN  1070-6631.
  36. ^ Андраде, Марко А. Б .; Полихронопулос, Спирос; Мемоли, Джанлука; Марцо, Азиер (2019-03-01). «Экспериментальное исследование неустойчивости колебаний частицы в одноосном акустическом левитаторе». Продвижение AIP. 9 (3): 035020. Bibcode:2019AIPA .... 9c5020A. Дои:10.1063/1.5078948.
  37. ^ Рэлей, лорд (март 1902 г.). «XXXIV. О давлении колебаний». Лондонский, Эдинбургский и Дублинский философский журнал и научный журнал. 3 (15): 338–346. Дои:10.1080/14786440209462769. ISSN  1941-5982.
  38. ^ Рэлей, лорд (сентябрь 1905 г.). "XLII. Об импульсе и давлении газовых колебаний и о связи с теоремой вириала". Лондонский, Эдинбургский и Дублинский философский журнал и научный журнал. 10 (57): 364–374. Дои:10.1080/14786440509463381. ISSN  1941-5982.
  39. ^ Король, Людовик V. (1934-11-15). «О давлении акустического излучения на сферы». Труды Лондонского королевского общества. Серия A, Математические и физические науки. 147 (861): 212–240. Bibcode:1934RSPSA.147..212K. Дои:10.1098 / rspa.1934.0215. ISSN  0080-4630.
  40. ^ Раджаби, Маджид; Бехзад, Мехди (01.03.2014). «Точечное стимулированное акустическое излучение цилиндрических оболочек: резонансные и фоновые поля». Acta Acustica вместе с Acustica. 100 (2): 215–225. Дои:10.3813 / aaa.918701. ISSN  1610-1928.
  41. ^ "Советская физика - Доклады". Физика сегодня. 14 (5): 47. Май 1961 г. Дои:10.1063/1.3057553. ISSN  0031-9228.
  42. ^ Брус, Хенрик (2012). «Акустофлюидика 7: сила акустического излучения на мелких частицах». Лаборатория на чипе. 12 (6): 1014–21. Дои:10.1039 / c2lc21068a. ISSN  1473-0197. PMID  22349937.
  43. ^ Макони Г., Хеландер П., Грицевич М., Салми А., Пенттиля А., Кассамаков И., Хеггстрём Э., Муйнонен К. 4π скаттерометр: новый метод для понимания общих и полных свойств рассеяния твердых частиц. Журнал количественной спектроскопии и переноса излучения 2020, т. 246, 106910, https://doi.org/10.1016/j.jqsrt.2020.106910
  44. ^ Андраде, Марко А. Б .; Адамовски, Хулио К. (сентябрь 2016 г.). «Сила акустического излучения на сфере в устройстве акустической левитации». Международный симпозиум IEEE по ультразвуковому оборудованию (IUS), 2016 г.: 1–4. Дои:10.1109 / ULTSYM.2016.7728864. ISBN  978-1-4673-9897-8. S2CID  41284471.
  45. ^ а б c Андраде, Марко А. Б .; Ramos, Tiago S .; Адамовски, Хулио С .; Марцо, Азиер (2020-02-03). «Бесконтактный захват миллиметровых объектов с помощью инвертированной ближнепольной акустической левитации». Письма по прикладной физике. 116 (5): 054104. Bibcode:2020АпФЛ.116э4104А. Дои:10.1063/1.5138598. ISSN  0003-6951.
  46. ^ Хеландер П., Пуранен Т., Мериляйнен А., Макони Г., Пенттиля А., Грицевич М., Кассамаков И., Салми А., Муйнонен К., Хеггстрем Э. Всенаправленная микроскопия с ультразвуковым контролем образцов. Письма по прикладной физике 2020, т.116, 194101, https://doi.org/10.1063/5.0002602
  47. ^ а б c Иноуэ, Секи; Могами, Шиничи; Ичияма, Томохиро; Нода, Акихито; Макино, Ясутоши; Шинода, Хироюки (01.01.2019). «Акустическая граничная голограмма для макроскопической левитации твердого тела». Журнал акустического общества Америки. 145 (1): 328–337. Bibcode:2019ASAJ..145..328I. Дои:10.1121/1.5087130. ISSN  0001-4966. PMID  30710964.
  48. ^ Хеландер, Петтери; Хаггстром, Эдвард; Пуранен, Туомас; Мерилайнен, Антти; Макони, Горан; Пенттила, Антти; Грицевич Мария; Кассамаков, Иван; Салми, Ари; Муйнонен, Карри (октябрь 2019 г.). «Моделирование акустической ориентационной ловушки для устойчивой левитации». Международный ультразвуковой симпозиум IEEE 2019 (IUS). Глазго, Великобритания: IEEE: 650–653. Дои:10.1109 / ULTSYM.2019.8925843. ISBN  978-1-7281-4596-9. S2CID  209322164.
  49. ^ Хабиби, Рухолла; Девендран, Читсабехсан; Нилд, Адриан (2017). «Захват и формирование рисунка крупных частиц и клеток в 1D ультразвуковой стоячей волне». Лаборатория на чипе. 17 (19): 3279–3290. Дои:10.1039 / C7LC00640C. ISSN  1473-0197. PMID  28840206.
  50. ^ а б Cox, L .; Croxford, A .; Дринкуотер, Б. У .; Марзо, А. (30.07.2018). «Акустический замок: захват положения и ориентации несферических субволновых частиц в воздухе с помощью одноосного акустического левитатора». Письма по прикладной физике. 113 (5): 054101. Bibcode:2018АпФЛ.113э4101С. Дои:10.1063/1.5042518. ISSN  0003-6951.
  51. ^ а б Марцо, Азиер; Калеап, Михай; Дринкуотер, Брюс В. (22 января 2018 г.). «Акустические виртуальные вихри с настраиваемым орбитальным угловым моментом для захвата частиц Ми». Письма с физическими проверками. 120 (4): 044301. Bibcode:2018ПхРвЛ.120д4301М. Дои:10.1103 / PhysRevLett.120.044301. ISSN  0031-9007. PMID  29437423.
  52. ^ Андраде, Марко А. Б .; Bernassau, Anne L .; Адамовски, Хулио К. (25 июля 2016 г.). «Акустическая левитация большой твердой сферы». Письма по прикладной физике. 109 (4): 044101. Bibcode:2016АпФЛ.109д4101А. Дои:10.1063/1.4959862. ISSN  0003-6951.
  53. ^ BBC Earth (10 декабря 2019 г.). «Край науки». YouTube. Получено 2020-04-23.
  54. ^ Уэха, Садаюки; Хашимото, Йошики; Койке, Ёсиказу (01.03.2000). «Бесконтактная транспортировка с использованием ближнепольной акустической левитации». Ультразвук. 38 (1): 26–32. Дои:10.1016 / S0041-624X (99) 00052-9. ISSN  0041-624X. PMID  10829622.
  55. ^ Виджая, Харри; Латифи, Курош; Чжоу, Цюань (апрель 2019 г.). «Двумерные манипуляции в воздухе с помощью акустического левитатора с одним преобразователем». Микромашины. 10 (4): 257. Дои:10.3390 / mi10040257. ЧВК  6523525. PMID  31003415.
  56. ^ Ватанабэ, Аюму; Хасэгава, Кодзи; Абэ, Ютака (декабрь 2018 г.). «Бесконтактное управление жидкостью в воздухе: коалесценция капель и активное перемешивание с помощью акустической левитации». Научные отчеты. 8 (1): 10221. Bibcode:2018НатСР ... 810221W. Дои:10.1038 / s41598-018-28451-5. ISSN  2045-2322. ЧВК  6033947. PMID  29977060.
  57. ^ Цуджино, Соичиро; Томизаки, Такаши (2016-05-06). «Ультразвуковая акустическая левитация для быстрой рентгеновской кристаллографии белков при комнатной температуре». Научные отчеты. 6 (1): 25558. Bibcode:2016НатСР ... 625558Т. Дои:10.1038 / srep25558. ISSN  2045-2322. ЧВК  4858681. PMID  27150272.
  58. ^ П - Аллер; D, Аксфорд; P.t, Докер; E.r - краситель; Р. Х, Моррис; M.i, Ньютон; Эм, Орвилл (13.05.2018). «Разработка гелиевой акустической левитационной среды для экспериментов XFEL с временным разрешением». Краткие сведения о TechConnect. 1 (2018): 36–39.
  59. ^ Юсефи, Омид; Диллер, Эрик (апрель 2019 г.). «Бесконтактные роботизированные микроманипуляции в воздухе с помощью магнитоакустической системы». Письма IEEE по робототехнике и автоматизации. 4 (2): 1580–1586. Дои:10.1109 / LRA.2019.2896444. ISSN  2377-3766. S2CID  67872033.
  60. ^ [1], "Пространственная трехмерная печать произвольной формы с использованием левитации детали", выпущено 29 июля 2014 г. 
  61. ^ Фусими, Тацуки; Марцо, Азиер; Дринкуотер, Брюс У .; Хилл, Томас Л. (05.08.2019). «Акустофоретические объемные дисплеи с использованием быстро движущейся левитирующей частицы» (PDF). Письма по прикладной физике. 115 (6): 064101. Bibcode:2019АпФЛ.115ф4101Ф. Дои:10.1063/1.5113467. HDL:2454/36412. ISSN  0003-6951.
  62. ^ Хираяма, Рюдзи; Мартинес Пласенсиа, Диего; Масуда, Нобуюки; Субраманиан, Шрирам (ноябрь 2019 г.). «Объемный дисплей для визуального, тактильного и звукового представления с использованием акустического треппинга». Природа. 575 (7782): 320–323. Bibcode:2019Натура.575..320H. Дои:10.1038 / s41586-019-1739-5. ISSN  1476-4687. PMID  31723288. S2CID  207986492.
  63. ^ Фусими, Тацуки; Марцо, Азиер; Дринкуотер, Брюс У .; Хилл, Томас Л. (05.08.2019). «Акустофоретические объемные дисплеи с использованием быстро движущейся левитирующей частицы» (PDF). Письма по прикладной физике. 115 (6): 064101. Bibcode:2019АпФЛ.115ф4101Ф. Дои:10.1063/1.5113467. HDL:2454/36412. ISSN  0003-6951.

внешняя ссылка