Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Przyciąganie pokonane
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Technologia
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcom z Uniwersytetu Harvarda i Narodowych Instytutów Zdrowia (NIH) udało się, jako pierwszym w historii, zmierzyć i wykorzystać kwantową siłę odpychania, odwrotność wcześniej zmierzonego efektu Casimira. Efekt ten polega na przyciąganiu się dwóch metalicznych przewodników działających jak lustra, które dzieli odległość mniejsza niż 100 nanometrów. Przyciąganie ma miejsce dzięki fluktuacjom energii kwantowej pomiędzy oboma lustrami.
Gdy dwie powierzchnie wykonane z tego samego materiału, na przykład ze złota, są rozdzielone próżnią, powietrzem czy płynem, zawsze się przyciągają - mówi profesor Federico Capasso. Jeśli natomiast zastąpimy jedną z metalicznych płyt zanurzonych w płynie płytą z krzemionki, uzyskamy efekt odwrotny do efektu Casimira. By zmierzyć działające siły, uczeni wykorzystali pokrytą złotem miniaturową sferę, a całość zanurzyli w bromobenzenie. Siłę odpychania mierzyli jako zmiany odległości sfery od płyty z krzemionki.
Siły powodujące odwrotność efektu Casimira są niezwykle interesujące, gdyż mogą zostać wykorzystane w nowych niezwykle dokładnych czujnikach do wywołania zjawiska lewitacji niewielkich obiektów. Obiekty te mogą swobodnie obracać się lub przemieszczać się względem siebie z minimalną siłą tarcia, gdyż nigdy nie stykają się ze sobą - mówi Capasso. Siły te można więc wykorzystać w miniaturyzacji, podczas gdy efekt Casimira jest raczej niekorzystnym zjawiskiem występującym w niewielkiej skali.
Uczeni z Harvardu już przewidują, że ich prace posłużą do skonstruowania nanokompasów, nanoakcelerometrów czy nanożyroskopów.
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Być może już wkrótce rozcieńczone gazy staną się substancją poślizgową stosowaną z wyboru w systemach mikroelektromechanicznych (MEMS, ang. microelectromechanical systems). W ten sposób udałoby się pokonać problemy związane z wykorzystaniem ruchomych elementów, np. turbin, wahadeł czy mechanizmów obracających się wokół trzpieni.
Pewne rodzaje MEMS stosowano do tej pory w drukarkach atramentowych, jako przyspieszeniomierze uruchamiające otwarcie poduszek powietrznych w samochodzie oraz regulatory jasności w telewizorach i projektorach HD.
Jeśli jednak w układzie występowały części ruchome, cienka warstwa smaru szybko się ścierała i całość przestawała działać zaledwie w ciągu paru minut.
Naukowcy z Uniwersytetu Stanowego Pennsylvanii, którzy współpracowali z Michaelem Duggerem z Sandia National Laboratories w Albuquerque, zaproponowali ciekawe rozwiązanie. Gdy do miniaturowego urządzenia wprowadzi się argon z minimalną domieszką oparów alkoholu, MEMS może działać bez zarzutu do 100 tys. razy dłużej.
Powierzchnie krzemowe łatwo do siebie przywierają z powodu działania zjawisk kapilarnych czy wiązań chemicznych. Aby temu zapobiec, inżynierowie stosują sprej z halogenosilanu, w którego skład wchodzi jeden atom halogenu (jodu, bromu, chloru lub fluoru). Jeśli tylko elementy MEMS się ze sobą zetkną, ochronna warstwa się ściera i znowu zaczynają one do siebie przylegać.
Teoretycznie urządzenia takie mogłyby mieć ruchome części, gdyby były na stałe umieszczone w smarze. Ciekły lubrykant się do tego nie nadaje, ponieważ elementy są bardzo małe (wymiary mikrometrowe) i substancje oleiste stawiałyby zbyt duży opór. Seong Kim z Uniwersytetu Stanowego Pennsylvanii porównał to pływania w basenie wypełnionym miodem.
Stwierdził za to, że do tego celu może się nadać gaz. By to zbadać, ekipa rozpyliła wokół urządzenia ze ślizgającymi się po sobie elementami opary pentan-1-olu (alkoholu pentylowego). Okazało się, że problem ścierania został całkowicie wyeliminowany. MEMS działał dłużej, a opór wydatnie się zmniejszył.
Nie wiadomo, w jaki sposób gaz zapewnia poślizg. Podobnie jak substancje stałe, najprawdopodobniej przywiera on i tworzy na powierzchni krzemu warstwę o grubości zaledwie jednej cząsteczki. Cząsteczki ze znajdującego się wokół gazu zastępują te, które zostają wypchnięte ze swojego miejsca w wyniku tarcia. Czas potrzebny na taką zamianę miejsc to jedynie 100 nanosekund.
Ruch ślizgowy wydłuża w jakiś sposób cząsteczki pentanolu, a dłuższe cząsteczki zwiększają z kolei poślizg.
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Chińskim naukowcom udało się opracować technologię, która pozwoliła na... lewitowanie niewielkich zwierząt. Dokonali tego za pomocą ultradźwięków.
Już w przeszłości akademicy z Politechniki Północno-Zachodniej w Xi’an korzystali z ultradźwięków do lewitowania ciężkich pierwiastków – irydu i ołowiu. Celem tych pozornych zabaw jest opracowanie nowoczesnych metod produkcyjnych, które pozwoliłyby wytwarzać najróżniejsze towary – od leków po stopy metali – bez potrzeby przechowywania półproduktów w opakowaniach. Komponenty do wytwarzania niektórych towarów nie powinny trafiać do żadnych pojemników, gdyż albo ulegają w nich degradacji, albo wchodzą w reakcje z pojemnikami.
Interesowała nas odpowiedź na pytanie: Co się stanie, jeśli żywe stworzenie zostanie umieszczone w polu akustycznym? Czy będzie ono stabilnie lewitowało? – mówi Wenjun Xie, fizyk biorący udział w gadaniach.
Chińczycy stworzyli zestaw składający się z urządzenia emitującego dźwięk oraz odbijającego go lustra. Do lewitowania wykorzystano fale dźwiękowe o długości 20 milimetrów, co powinno w teorii pozwolić na unoszenie obiektów na wysokość co najwyżej połowy długości fali.
W powstałym polu dźwiękowym udało się poddać lewitacji mrówki, żuki, pająki, biedronki, pszczoły, kijanki i małe ryby. Gdy unoszono ryby do pola dźwiękowego co minutę dodawano wody.
Mrówka i biedronka próbowały uciec z pola dźwiękowego. Mrówce nie udało się, gdyż pole stanowiło zbyt słabe oparcie dla odnóży, z kolei dla biedronki okazało się ono zbyt silne, by mogła z niego odlecieć. Xie przyznał, że jego zespół musiał na bieżąco kontrolować moc pola, by zwierzęta nie uciekły.
Po 30 minutach lewitacji zarówno mrówka jak i biedronka wyglądały na zupełnie zdrowe.
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.