@ 2017.02.20 , 13:56

本科生研究出来的新技术:真空热力悬浮

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同学们应该知道我们可以用磁力来悬浮东西,比如列车,还可以用声音驻波来悬浮东西,比如说水滴。现在芝加哥大学的物理本科生研究出了新的悬浮术:通过热力流动在真空的环境下悬浮物体。

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(Frankie Fung和Mykhaylo Usatyuk在展示他们的装置)

大三的Frankie Fung和大四的Mykhaylo Usatyuk所领导的研究小组展示了通过热力在真空管中悬浮各种物体,包括陶瓷,聚乙烯球,玻璃泡,冰粒,棉绒线和蓟籽。 在他们所使用的真空环境中有一块加热的面板和一块冷却的面板,通过热力的流动来实现物体的悬浮。

科学家们早就能够实现各种其他类型的悬浮:磁悬浮,声波悬浮甚至光学悬浮。但是这些悬浮方式很大程度上受到被悬浮材料的制约。磁悬浮只能作用于铁磁性物质,光学悬浮只能作用于可被光偏振化的物质。而这次被这两个本科生发现的热力悬浮却能够实现悬浮几乎所有的材料。

在这项研究中他们成功的实现了三项突破:他们的悬浮能够保持纵向以及旋转方向的稳定,这一点其他悬浮方式很难实现;他们能够保持物体稳定悬浮超过一个小时,而不是几分钟。并且使用了热力流悬浮的方式。

在他们的装置中,下面的一块面板由铜制成,并且保持在室温状态。而上方的面板则是有液氮进行冷却的不锈钢瓶底。 两块面板之间的热力流动能够让目标材料在其之间实现悬浮。

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这种新悬浮方式之所以被视为一个重大突破是因为它提供了一个能够在不接触不污染的情况下操作小型物体的方式,尤其是非铁磁性的无法被现有的悬浮方法操作的材料。这种技术在未来能够让批量装配微电机零件成为可能,并且能够作为一种测量系统中微小的力的方法。

现在这个团队正在进一步的研究如何悬浮大小超过一厘米的宏观物体,并且研究物体在无重力条件下的相互作用。

本文译自 uchicago,由译者 ST岸天 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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