Фізики з Бразилії і США створили пристрій на основі акустичної левітації для перенесення маленьких об'єктів. Завдяки тому, що контрольований предмет левітує на відстані декількох мікрон від генератора, пристрій не може пошкодити або забруднити об'єкт. Це перший програмований верстат, здатний переміщати об'єкти за допомогою ефекту притягуючої левітації. Робота опублікована в.
Контрольоване переміщення об'єктів малого розміру має вирішальне значення в мікроелектроніці, фізиці та біології. У той час як у контролі великих об'єктів головну роль відіграє гравітація, маніпулювання маленькими компонентами часто відбувається поверхневими силами - наприклад, електростатичними або ван-дер-ваальсовими. Однак, поверхневі сили викликають небажане зчеплення контрольованих об'єктів з маніпулятором, що може призвести до забруднення або пошкодження крихких деталей.
Для того, щоб уникнути цих проблем, група фізиків з Бразилії і США під керівництвом Асьєра Марсо (Asier Marzo) побудувала верстат для переміщення міліметрових деталей, який працює на основі ефекту притягуючої ультразвукової акустичної левітації. Такий метод, на відміну від магнітних, оптичних і аеродинамічних способів безконтактного контролю, дозволяє маніпулювати широким спектром матеріалів, включаючи тверді тіла, рідини і навіть живі істоти.
Дослідники побудували комп'ютерну модель, яка допомогла визначити необхідні параметри генератора ультразвуку для створення маніпулятора. Для цього фізики розрахували тиск акустичного випромінювання, а з нього силу, яка діє на контрольований об'єкт. Фізики з'ясували, що при різному відношенні розміру генератора R до довжини звукової хвилі сила може як відштовхувати об'єкт, так і притягувати. Притягуюча сила виникає через те, що тиск випромінювання позитивно в центральній області об'єкта і негативно на краях, а відштовхуюча - навпаки. Вибравши R/^ = 0,3, дослідникам вдалося досягти максимального ефекту тяжіння.
Пристрій, розроблений фізиками, генерує хвилі на частоті 21 кілогерц для створення утримуючої сили в 0,15 мілліньютон - в результаті об'єкт постійно знаходиться на відстані в кілька мікрон від генератора. Це перший раз, коли вченим вдалося експериментально продемонструвати досить сильні ефекти тяжіння при створенні притягуючої акустичної левітації.
Побудований верстат з ЧПУ може захоплювати і переміщати дуже крихкі об'єкти розміром від декількох мікрон до декількох сантиметрів, такі як електромеханічні пристрої, кремнієві матриці, мікрооптичні пристрої і так далі.
Раніше ми писали про безконтактний паяльний апарат на основі ультразвукової левітації, в поєднанні з цим пристроєм у інженерів з'явиться можливість збирати мікросхеми взагалі не торкаючись деталей. У 2019 році на основі акустичної левітації фізики створили псевдоголографічний дисплей і продемонстрували об'ємний екран з тактильним відгуком.