Учёные смогли точно направлять передаваемое по воздуху электричество — с помощью ультразвука
Электричество хаотично, и обычно его использование приходится ограничивать проводами и цепями. Однако международной группе учёных из Европы и Канады удалось точно направлять электрические искры в воздухе и даже заставить их огибать препятствия с помощью ультразвуковых волн. Детальная информация о проделанной работе опубликована в журнале Science Advances.
В новом исследовании учёные из Хельсинского университета, Университета Наварры и Университета Ватерлоо продемонстрировали способ управления передаваемыми по воздуху электрическими искрами. Представленная технология позволяет направлять искры настолько точно, что они могут огибать препятствия и достигать определённых точек на каком-либо материале, даже если он не обладает электропроводностью.
«Мы наблюдали это явление более года назад, после чего нам потребовались месяцы, чтобы взять его под контроль, и ещё больше времени, чтобы найти объяснение», — сказал Асьер Марзо, один из участников исследования.
Хитрость заключается в использовании ультразвуковых волн. Дело в том, что звуковые волны на таких частотах создают давление воздуха, достаточное для обеспечения левитации крошечных объектов. В данном случае волны не стимулируют само электричество, а лишь формируют траекторию его движения. При образовании искры воздух вокруг неё нагревается. Более тёплый воздух расширяется, из-за чего снижается его плотность. Поскольку электричество лучше проходит через воздух с меньшей плотностью, искра движется именно в этом направлении. Ультразвуковые импульсы позволяют перемещать более тёплый воздух с меньшей плотностью, который, в свою очередь, задаёт направление для движения электричества.
Исследователи протестировали технологию с помощью пары ультразвуковых излучателей, окружающих точку, в которой с помощью катушки Теслы генерируется искра. При включении ультразвука искра превращается из древовидной формы в единую линию, которую можно направить в нужную сторону, физически перемещая излучатель или регулируя мощность ультразвука. Учёным удалось направлять искры таким образом, чтобы они попадали на определённые электроды и избегали другие, что помогло обеспечить контролируемое переключение в беспроводных цепях.
«Я в восторге от возможности использования очень слабых искр для создания контролируемых тактильных ощущений в руке и, возможно, создания первой бесконтактной системы Брайля», — заявил один из авторов исследования, Джозу Ирисарри.