Ученые, используя крошечное звуковое лассо, поймали в ловушку микроскопические объекты

Звуковое лассо


Вихревые образования могут быть разными, от огромных и смертельных торнадо до маленьких и безопасных вихрей, которые нельзя увидеть невооруженных взглядом. И если от больших вихрей и торнадо необходимо спасаться, то крошечные вихри можно заставить работать на пользу науки. Именно из такого крошечного вихря, созданного с помощью ультразвуковых волн, ученые создали своего рода звуковое лассо, ловушку, в которую можно поймать и с помощью которой можно перемещать микроскопические объекты различного рода.

В статье, опубликованной в онлайн-издании Applied Physics Letters, исследователи из отдела машиностроения Бристольского университета и университета медицинских наук и технологий института Данди продемонстрировали, что всевозможные крошечные частицы, такие как живые клетки и разнообразные наночастицы могут быть пойманы в ловушку звукового вихря. Этим вихрем, действующим как звуковое лассо, можно достаточно просто управлять, медленно и осторожно перемещая пойманные микроскопические частицы. Такая технология может использоваться для решения достаточно широкого круга задач, таких, как "сборка" искусственных тканей из набора отдельных клеток, сборка сложных наноматериалов и метаматериалов.

В основе разработанной технологии лежат акустические вихри, описываемые так называемыми математическими функциями Бесселя. Эти функции определяют конфигурацию и динамику звукового лассо, вектора импульса его линейного и вращательного момента, которые могут заставить захваченные объекты вращаться или перемещаться в необходимом направлении.

Пойманные в ловушку частицы


Звуковое лассо представляет собой круглое устройство, в составе которого находятся 16 источников ультразвука, каждый из которых способен воспроизводить звуковые колебания, распространяющиеся в определенном направлении и имеющие собственную частоту, амплитуду и фазовый сдвиг. Комбинация звуковых волн, излучаемых всеми источниками, приводит к созданию внутри операционного объема устройства вихревых звуковых колебаний, имеющих заранее рассчитанные характеристики. Области минимумов этих колебаний являются собственно ловушкой, а перемещения фронтов давления звуковой волны заставляет пойманные частицы перемещаться в нужном направлении.

Брюс Дринкуотер (Bruce Drinkwater), профессор в области ультразвуковых технологий отдела машиностроения Бристольского университета, рассказывает: "Наши исследования показали, что с помощью вихря ультразвукового лассо мы можем захватить и переместить в нужное место частицы по любой траектории. Но самое интересное заключается в том, что наш метод является абсолютно бесконтактным, безопасным и он отлично подходит для манипуляции такими вещами, как клетки, рассматриваемые под микроскопом. С небольшими модификациями разработанная нами технология может стать частью поточных производственных линий, на которых будут производиться элементы человеческих тканей и искусственные органы".




Ключевые слова:
Звук, Волна, Ультразвук, Колебания, Источник, Вихрь, Ловушка, Частица, Клетка, Ткань, Вращение, Перемещение

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Ученые создали виртуальную "бутылку" эффективно преломляющую акустические ...
  • Звуковые волны позволяют визуализировать распределение статического электри ...
  • Исследователи создали микроухо - микроскоп для звука, способный услышать Бр ...
  • Звук – универсальный инструмент для нанотехнологий.
  • Что такое Сазер? Конечно же, звуковой лазер.




  • 13 апреля 2013 23:06
    #1 Написал: NikSrat

    Публикаций: 0
    Комментариев: 210
    Не пойму я почему они так сильно налегают на сборку органов из отдельных клеток - во первых это больше на бред похоже по уровню работ, во вторых чем их не устраивает обычное выращивание органов посредством клонирования? Да и к тому же есть ведь уже технология трехмерных принтеров, а они, как мне кажется, будут выполнять ту же работу по "сборке" намного быстрее.
    Ну а сама разработка конечно хороша и однозначно найдет полезное применение в науке.
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.