本科生研究出來(lái)的新技術(shù):真空熱力懸浮
同學(xué)們應(yīng)該知道我們可以用磁力來(lái)懸浮東西,比如列車,還可以用聲音駐波來(lái)懸浮東西,比如說(shuō)水滴?,F(xiàn)在芝加哥大學(xué)的物理本科生研究出了新的懸浮術(shù):通過(guò)熱力流動(dòng)在真空的環(huán)境下懸浮物體。
Frankie Fung和Mykhaylo Usatyuk在展示他們的裝置
大三的Frankie Fung和大四的Mykhaylo Usatyuk所領(lǐng)導(dǎo)的研究小組展示了通過(guò)熱力在真空管中懸浮各種物體,包括陶瓷,聚乙烯球,玻璃泡,冰粒,棉絨線和薊籽。 在他們所使用的真空環(huán)境中有一塊加熱的面板和一塊冷卻的面板,通過(guò)熱力的流動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)物體的懸浮。
科學(xué)家們?cè)缇湍軌驅(qū)崿F(xiàn)各種其他類型的懸?。捍艖腋?,聲波懸浮甚至光學(xué)懸浮。但是這些懸浮方式很大程度上受到被懸浮材料的制約。磁懸浮只能作用于鐵磁性物質(zhì),光學(xué)懸浮只能作用于可被光偏振化的物質(zhì)。而這次被這兩個(gè)本科生發(fā)現(xiàn)的熱力懸浮卻能夠?qū)崿F(xiàn)懸浮幾乎所有的材料。
在這項(xiàng)研究中他們成功的實(shí)現(xiàn)了三項(xiàng)突破:他們的懸浮能夠保持縱向以及旋轉(zhuǎn)方向的穩(wěn)定,這一點(diǎn)其他懸浮方式很難實(shí)現(xiàn);他們能夠保持物體穩(wěn)定懸浮超過(guò)一個(gè)小時(shí),而不是幾分鐘。并且使用了熱力流懸浮的方式。
在他們的裝置中,下面的一塊面板由銅制成,并且保持在室溫狀態(tài)。而上方的面板則是有液氮進(jìn)行冷卻的不銹鋼瓶底。 兩塊面板之間的熱力流動(dòng)能夠讓目標(biāo)材料在其之間實(shí)現(xiàn)懸浮。
這種新懸浮方式之所以被視為一個(gè)重大突破是因?yàn)樗峁┝艘粋€(gè)能夠在不接觸不污染的情況下操作小型物體的方式,尤其是非鐵磁性的無(wú)法被現(xiàn)有的懸浮方法操作的材料。這種技術(shù)在未來(lái)能夠讓批量裝配微電機(jī)零件成為可能,并且能夠作為一種測(cè)量系統(tǒng)中微小的力的方法。
現(xiàn)在這個(gè)團(tuán)隊(duì)正在進(jìn)一步的研究如何懸浮大小超過(guò)一厘米的宏觀物體,并且研究物體在無(wú)重力條件下的相互作用。