Ученые разработали способ воздействия на искровой разряд при помощи ультразвука. Эта инновационная технология не предполагает использования сложного и дорогостоящего оборудования, позволяя легко и с высокой точностью контролировать искру.
Искровой разряд применяется в процессах сварки, для питания электронных устройств, для уничтожения бактерий, а также для воспламенения топлива в некоторых автомобильных двигателях. Контроль над этим типом электрического разряда затруднен на открытом воздухе, поскольку дуговые разряды распадаются на хаотичные ветви, направляющиеся к ближайшим металлическим предметам. Эти миниатюрные электрические разряды могут повредить объекты, в которые ударят.
Ученым из международного коллектива удалось разработать метод управления потоком электричества через воздух с использованием ультразвука. Такая возможность контроля над электрическими разрядами позволяет направлять их в обход препятствий или точно фокусировать в заданных точках, даже на поверхностях, не проводящих электричество опубликована в журнале Science Advances.
«Это явление мы впервые зафиксировали более года назад, после чего потребовались месяцы, чтобы научиться им управлять, и еще больше времени — чтобы понять его причины», — отмечает доктор Асьер Марсо ( Asier Marzo) ведущий автор исследования — ) из Университета Наварры, Испания.
Нагрев воздуха электрической искрой приводит к его расширению и снижению плотности. Этот нагретый воздух может быть направлен ультразвуковыми волнами между областями, характеризующимися различной интенсивностью звука. Следующие искры следуют за этими областями более разреженного воздуха, потому что там они могут образоваться проще из-за его более низкого напряжения пробоя.
«Возможность точного управления искрами открывает перспективы для их применения в разнообразных сферах, включая атмосферные исследования, биологические процессы и избирательное питание электрических цепей», – отмечает профессор физики Ари Салми ( Ari Salmi) из Университета Хельсинки, Финляндия.
Ранее создание искр осуществлялось исключительно с использованием электролазеров — разрядов, инициируемых лазерным излучением. Этот подход предполагал использование потенциально опасных лазеров и необходимость точной синхронизации между лазерным лучом и электрическим разрядом. Новый метод использует ультразвук вместо лазеров, он безопасен для глаз и кожи. Оборудование компактное, доступное по цене и может работать непрерывно.
«Возможность использовать едва заметные электрические разряды для создания управляемых тактильных ощущений, например, для разработки первой тактильной системы Брайля, меня очень вдохновляет», — отмечает Хосу Ирисари ( Josu Irisarri), первым автором публикации является специалист из Университета Наварры.