„Berührungslose kontinuierliche Führung von Materie in ihren Hauptzuständen mithilfe von gebogenen, länglichen, besselähnlichen Schallfeldern.“
So lautet die Methode, mit der ein internationales Forschungsteam den kontaktlosen Transport von Flüssigkeiten, Pulvern und Nebel durch die Luft entwickelt hat. Wissenschaftler der University of Helsinki präsentierten das System in Zusammenarbeit mit der Public University of Navarre und der University of Michigan. Wie aus der in den Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlichten Studie hervorgeht, nutzen die Forscher ein 8 cm langes Rohrsegment, um Flüssigkeitsströme und Feststoffe horizontal zu transportieren und in verschiedene Richtungen zu lenken.
Ein unsichtbares Ultraschallrohr bei 40 kHz
Der Prototyp setzt auf eine präzise Ansteuerung von insgesamt 256 kleinen Lautsprechern, die in den Wänden des Rohrsegments eingearbeitet sind. Diese Lautsprecher emittieren Ultraschallwellen bei einer Frequenz von 40 kHz und erzeugen eine Leistung von 50 Watt.
Präzise Steuerung im Inneren des Segments
Die zu transportierende Flüssigkeit wird mittig am Anfang des Segments eingebracht. Die umgebenden Ultraschallwellen stabilisieren den Strahl und halten ihn an Position. Durch gezielte Veränderungen der Lautsprecheransteuerung lässt sich der Verlauf und die Form des unsichtbaren Rohrs flexibel anpassen.
Schutz vor Kontaminationen und Rohrverstopfungen
Das System ist speziell für medizinische und pharmazeutische Anwendungen konzipiert. Herkömmliche Transportrohre bergen Risiken, wenn zähflüssige Medien zu Verstopfungen führen, ätzende Flüssigkeiten das Material angreifen oder sterile Substanzen kontaminiert werden. Das berührungslose Verfahren verhindert jeden Kontakt mit Fremdmaterialien. Experimente zeigten zudem, dass neben Flüssigkeiten auch Pulver, Nebel und sogar elektrische Entladungen entlang gewünschter Strecken gelenkt werden können, sofern die Feldkonfiguration des Ultraschall-Arrays angepasst wird.
Enorme Lautstärke im unsichtbaren Feld
Für Menschen ist die verwendete Frequenz zwar nicht hörbar, im Inneren des Geräts erreicht der Ultraschall jedoch eine Intensität, die mit dem Knall eines Schusses in Ohrnähe vergleichbar ist. In unmittelbarer Nähe des Geräts werden zudem Intensitäten im Bereich eines startenden Düsenjets erreicht, weshalb die Technologie für Hunde unangenehm sein kann.
Skalierbarkeit für größere Distanzen
Durch das Aneinanderreihen weiterer Segmente sehen die Forscher die Möglichkeit, größere Distanzen zu überwinden.
Auch interessant
