Cuando un ventilador sopla aire a través de una habitación, el flujo de aire generalmente se desacelera y se extiende. Ahora en un nuevo estudio, Los científicos han demostrado lo contrario:un flujo de aire creado por una matriz de ultrasonidos cuidadosamente controlada puede mantener su forma estrecha y acelerarse a medida que se aleja de la fuente. Los investigadores explican que es como si el flujo de aire fuera impulsado por una secuencia de ventiladores invisibles que flotan en el aire. Esperan que la corriente de aire acelerada pueda tener aplicaciones sin precedentes, como la capacidad de realizar y controlar reacciones químicas en el aire.

Los físicos Keisuke Hasegawa y col., de la Universidad de Tokio, RIKEN, y la Universidad de Nanzan, han publicado un artículo sobre el direccionable, corrientes de aire impulsadas por ultrasonido en un número reciente de Letras de física aplicada .

Como explican los investigadores, Los haces acústicos autoacelerados se han demostrado varias veces en el agua y en el aire. Un aspecto importante del nuevo estudio es que los haces se pueden controlar, marcando la primera demostración de un rayo autoacelerador macroscópico orientable electrónicamente en el espacio libre.

Los investigadores utilizaron un tipo de haz llamado haz de Bessel, que tiene la propiedad inusual de no extenderse a medida que se propaga, sino más bien manteniendo un estrecho, forma bien enfocada. Los científicos generaron estos haces utilizando una matriz en fase de aproximadamente 1000 transductores de ultrasonido. Cada transductor convierte una señal eléctrica en una onda de ultrasonido, y el ajuste de los frentes de onda de estas ondas emitidas controla la dirección del flujo de aire. El campo de ultrasonido también produce energía cinética, que acelera la corriente de aire a medida que se propaga hacia adelante. En experimentos, los investigadores demostraron que el punto con la mayor velocidad puede ubicarse a un pie o más de la fuente de sonido.

Una de las características más interesantes del haz es que no es necesario inclinar la matriz de ultrasonidos para controlar la dirección del haz. En lugar de, el haz es direccionable electrónicamente ajustando los frentes de onda, que forma un haz inclinado sin inclinar la matriz. Los investigadores también demostraron que el flujo de aire es lo suficientemente potente como para sentirlo con la mano y guiar el vapor de agua en la dirección deseada.

Los científicos esperan que la capacidad de generar un flujo de aire con estas propiedades únicas conduzca a nuevas aplicaciones, como realizar reacciones químicas en el aire, muestreo de una concentración de gas, y en estudios de etología, como investigar cómo responden los animales a las feromonas en el aire.

"Los animales reaccionan a sustancias fisiológicas en el aire como feromonas, "Hasegawa dijo Phys.org . "Esperamos que estas sustancias se puedan transmitir a los animales objetivo y observar su reacción. Nuestro método no necesita restringir su movimiento o requerir que usen instrumentos específicos. Por lo tanto, ofrecería una oportunidad para observar la reacción natural de los animales".

En el futuro, los investigadores planean seguir explorando métodos para controlar el flujo de aire.

"En la actualidad, estamos planeando crear flujos más preferibles para transportar sustancias en el aire, "Dijo Hasegawa." Por ejemplo, los flujos de corriente conllevan turbulencias, que deteriora la localización espacial de las sustancias transportadas. Creemos que es posible hacer que el flujo sea más similar a un flujo laminar diseñando el campo de ultrasonido de una manera refinada ".

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