برای اولین بار، دانشمندان دریافتند که جرقه های الکتریکی را می توان با استفاده از امواج فراصوت هدایت کرد. مطالعهای که اخیرا توسط محققان اسپانیایی، فنلاند و کانادا انجام شد، روشی را کشف کرد که امواج فراصوت برق را از طریق هوا منتقل میکند.
محققان نشان دادند که این راهنمایی به این دلیل اتفاق میافتد که جرقهها هوا را گرم میکنند که باعث انبساط و کاهش چگالی آن میشود. به گفته محققان، سپس هوای گرم توسط امواج مافوق صوت به مناطقی هدایت میشود که شدت صدا در آنها بیشتر است و جرقههای بعدی به دلیل ولتاژ شکست پایینتر این مناطق هوای سبکتر را دنبال میکنند.
کنترل در فضای باز سخت است
با این حال، به گفته محققان، کنترل آنها در فضای باز دشوار است زیرا به شاخه های پر هرج و مرج تقسیم می شوند که تمایل دارند به سمت نزدیک ترین اجسام فلزی بروند.
دکتر مارزو از دانشگاه دولتی ناوارا، محقق اصلی، توضیح داد که در حالی که آنها این پدیده را بیش از یک سال پیش مشاهده کردند، ماه ها طول کشید تا به کنترل برسند و حتی زمان بیشتری برای درک مکانیسم زیربنایی. به گفته محققان، سطح کنترل جرقه های الکتریکی اجازه می دهد تا جرقه را در اطراف موانع هدایت کند یا به نقاط خاصی برخورد کند، حتی به مواد غیر رسانا.
کنترل دقیق جرقه ها
محققان همچنین اظهار داشتند که جرقهها را فقط میتوان با تخلیههای ناشی از لیزر، که در اصطلاح عامیانه Electrolysers نامیده میشود، هدایت کرد، که نیاز به استفاده از لیزرهای خطرناک و همچنین زمانبندی دقیق بین لیزر و تخلیه الکتریکی دارد.
روش توسعه یافته به جای لیزر از اولتراسوند استفاده می کند و برای چشم و پوست بی خطر است. محققان افزودند که این تجهیزات جمع و جور، مقرون به صرفه است و می تواند به طور مداوم کار کند.
پالس های لیزر می توانند تخلیه ها را هدایت کنند اما به توان بالایی نیاز دارند
پروفسور آری سالمی از دانشگاه هلسینکی گفت: “کنترل دقیق جرقه ها امکان استفاده از آنها را در کاربردهای متنوعی مانند علوم جوی، روش های بیولوژیکی و قدرت انتخابی مدارها فراهم می کند.”
این مطالعه که در مجله Science Advances منتشر شد، نشان داد که پلاسمای الکتریکی جرقه هایی را در هوا تشکیل می دهد که جریان الکتریکی را منتقل می کند. این جریان می تواند برق الکترونیکی با ولتاژ بالا را تامین کند، باکتری ها را از بین ببرد، حس لامسه ایجاد کند یا برای جوشکاری استفاده شود. با این حال، تشکیل جرقه آشفته است و کنترل آن سخت است. محققان تاکید کردند پالسهای لیزر میتوانند تخلیهها را هدایت کنند، اما به قدرت بالایی نیاز دارند و کنترل آن مختلکننده و دشوار است.
جرقه الکتریکی 4 سانتی متری با استفاده از میدان های فراصوت به اطراف یک مانع هدایت شد
محققان در این مطالعه گفتند: “در اینجا، ما نشان میدهیم که میدانهای فراصوت (اولتراسونیک) میتوانند جرقههای پلاسما را حتی در اطراف موانع هدایت کنند. پرتوهای فراصوت را میتوان به صورت پویا و در عرض میلیثانیه هدایت کرد و امکان کنترل دقیق، غیرخطرناک و سریع جرقههای ولتاژ بالا را فراهم کرد.”
این پدیده را می توان برای کاربردها در سوئیچینگ ولتاژ بالا و درمان های پلاسما استفاده کرد. در این مطالعه، یک جرقه الکتریکی 4 سانتی متری با استفاده از میدان های اولتراسونیک به اطراف یک مانع هدایت شد.
محققان به این نتیجه رسیدند که جرقه الکتریکی هوا را گرم می کند. این هوای گرم شده منبسط می شود و در نتیجه چگالی آن کاهش می یابد. هوای با چگالی کمتر گرم شده توسط میدان فراصوت شکل میگیرد که آن را به مناطق با دامنه بالا هل میدهد و منطقه هوای با چگالی کمتر مسیر تخلیه ترجیحی است.
به گفته محققان، این در راستای تخلیه هدایت شده با لیزر است، اما به گفته محققان، ناحیه گرم شده هوا با چگالی کمتر توسط خود جرقه ایجاد می شود و توسط میدان اولتراسونیک شکل می گیرد.
جوسو ایریساری، نویسنده اول این نشریه از دانشگاه عمومی ناوار، گفت: “من از امکان استفاده از جرقه های بسیار ضعیف برای ایجاد محرک های لمسی کنترل شده در دست، شاید ایجاد اولین سیستم بریل بدون تماس، هیجان زده هستم.”
دیدگاهتان را بنویسید