Укрощение молний: учёные научились управлять электрическими искрами с помощью ультразвука

10.02.2025 14:47:00 | iXBT.com

Учёные из Университета Наварры и Университета Хельсинки разработали метод управления электрическими искрами с помощью ультразвуковых волн. Это достижение открывает новые горизонты в различных областях применения, от атмосферных наук до биологических процедур и селективного питания электрических цепей.

Электрические искры широко используются в современном мире: для сварки, питания электроники, уничтожения микробов и для зажигания топлива в некоторых автомобильных двигателях. Однако до сих пор контролировать их в открытом пространстве было крайне сложно. Искры имеют тенденцию разветвляться хаотическим образом и стремиться к ближайшим металлическим объектам.

В ходе исследования электрическая искра размером 4 см направлялась вокруг препятствия с помощью ультразвуковых полей. Изображение: Josu Irisarri

Новое исследование раскрывает способ транспортировки электричества через воздух с помощью ультразвуковых волн. Уровень контроля над электрическими искрами, достигнутый учёными, позволяет направлять разряд вокруг препятствий или к конкретным точкам, даже в непроводящих материалах.

Доктор Асьер Марсо из Государственного университета Наварры, ведущий исследователь проекта, рассказывает: «Мы наблюдали это явление более года назад. Затем нам потребовались месяцы, чтобы научиться его контролировать, и ещё больше времени, чтобы найти объяснение».

Механизм управления искрами основан на том, что они нагревают воздух, который расширяется и снижает свою плотность. Затем этот горячий воздух направляется ультразвуковыми волнами в области с более высокой интенсивностью звука. Последующие искры следуют за этими областями более лёгкого воздуха из-за его более низкого напряжения пробоя.

Профессор Ари Салми из Университета Хельсинки комментирует: «Точный контроль искр позволяет использовать их в широком спектре приложений, таких как атмосферные науки, биологические процедуры и селективное питание электрических цепей».

Ранее искры можно было направлять только с помощью лазерных разрядов, неформально называемых «электролазерами». Этот метод требовал использования опасных лазеров и точной синхронизации между лазером и электрическим разрядом. Новый разработанный метод использует ультразвук вместо лазеров и безопасен для глаз и кожи. Оборудование компактно, доступно по цене и может работать непрерывно.

Йосу Ирисарри, первый автор публикации из Государственного университета Наварры, делится своим энтузиазмом: «Я в восторге от возможности использования очень слабых искр для создания контролируемых тактильных стимулов в руке. Возможно, мы создадим первую бесконтактную систему Брайля».

Возможность точного контроля электрических разрядов открывает новые перспективы для инноваций и технологического прогресса. Исследователи продолжают изучать потенциальные применения этой технологии, которая может изменить наше взаимодействие с электричеством в повседневной жизни.

Подробнее