ساخت ابزاری که با صوت نانوذرات را مرتب می‌کند

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از ستاد توسعه فناوری نانو، آکوستیک فلویدیک در واقع تلفیق میان سامانه‌های سیالی و صوتی است که در آن می‌توان بدون استفاده از تماس مستقیم، به‌طور موثر و سریع مایعات و ذرات معلق را دستکاری کرد. موج صوتی اعمال شده می‌تواند فشاری را بر ذره‌ معلق در کانال میکروسیالی ایجاد کند.

با این حال، برای ذرات زیر اندازه بحرانی، نیروی کشش ویکسوز بر نیروی صوتی وارد شده برتری دارد؛ در نتیجه، اندازه ذرات به‌عنوان عامل اصلی محدود کننده در استفاده از صوت برای دستکاری و مرتب‌سازی ذرات شناخته می‌شود. در غیر این صورت، این فناوری می‌تواند کاربردهای وسیعی در حسگر، زیستی و اپتیک داشته باشد.

دستکاری نانوذرات با فرکانس‌های تراهرتز و گیگاهرتز امکان‌پذیر است اما برای این کار لازم است که امواجی با طول موج نانومقیاس ایجاد شود که ساخت ابزار ایجاد کننده این موج‌ها چالش‌برانگیز است.

علاوه‌ بر این، به دام‌اندازی نانوذره منفرد در سیالات نانواکوستیک تاکنون انجام نشده‌ است. بنابراین، لازم است که روشی برای به دام‌اندازی و دستکاری نانوذرات در میدان صوتی با استفاده از امواج مگاهرتز ارائه شود.

یک تیم تحقیقاتی میان رشته‌ای به رهبری دانشگاه صنعتی سنگاپور و با همکاری محققانی از دانشگاه ملبورن، فناوری اکوستیک فلویدیک جدیدی برای به دام‌اندازی نانوذرات منفرد در فضای نانومقیاس ارائه کردند.

در این دستگاه از امواج صوتی سطحی به‌عنوان منبع عملگر استفاده شده و در آن از نانوذرات دارای لایه الاستیک استفاده شده‌است.

امواج صوتی سطحی موجب تشکیل میدان صوتی و در نتیجه ایجاد گرادیان نیروی صوتی نانومقیاس در طول کانال می‌شود. این گروه تحقیقاتی با بهره‌گیری از این میدان منحصر به فرد، موفق به غلبه بر حرکت براونی ذرات شدند که با این کار می‌توان میلیون‌ها نانوذره را به سمت مورد نظر هدایت کرد.

این سامانه یک ابزار به دام‌اندازی سریع و بدون تماس است که امکان استفاده گسترده در مرتب‌سازی، الگودهی و گیراندازی انتخابی نانوذرات را دارد.