Guiando Eletricidade Através do Ar Usando Pulsos de Ultrassom

Faíscas de plasma naturalmente (esquerda) e guiadas por ultrassom (direita) Josu Irisarri

A eletricidade é naturalmente imprevisível, normalmente exigindo fios e circuitos para controle. No entanto, pesquisadores na Europa e Canadá direcionaram com sucesso faíscas através do ar livre e ao redor de obstáculos usando ondas de ultrassom.

Ao ar livre, a eletricidade se espalha naturalmente em direções imprevisíveis, como um raio. Seu caminho é influenciado por pequenas variações na densidade do ar, distribuição de carga e atração por objetos de metal. Gerenciar esses fatores torna o controle preciso desafiador.

Controle de Precisão de Faíscas Elétricas Através do Ar

Em um estudo recente, pesquisadores da Universidade de Helsinque, Universidade Pública de Navarra e Universidade de Waterloo desenvolveram uma técnica para direcionar faíscas elétricas através do ar. Este método permite que as faíscas sejam guiadas com tanta precisão que podem se curvar ao redor de obstáculos e atingir pontos específicos em um material, mesmo que não seja condutor.

“Notamos esse fenômeno pela primeira vez há mais de um ano, mas levou meses para controlar e ainda mais para entender”, disse Asier Marzo, pesquisador principal do estudo.

A chave para esta técnica é o ultrassom. Ondas sonoras nessas frequências geram pressão de ar forte o suficiente para levitar objetos leves. Embora não empurrem a eletricidade diretamente, elas efetivamente moldam seu caminho.

Quando uma faísca se forma, ela aquece o ar ao redor, fazendo com que ele se expanda e diminua em densidade. Como a eletricidade naturalmente favorece a viagem através do ar de menor densidade, a faísca se move nessa direção. Pulsos de ultrassom manipulam esse ar quente e menos denso, permitindo que o movimento da faísca seja guiado com precisão notável.

Emissores de Ultrassom Guiam Faíscas com Precisão

Para testar o método, a equipe usou duas matrizes circulares de emissores de ultrassom posicionados ao redor do ponto de faísca de uma bobina de Tesla. Quando ativada, a faísca de plasma mudou de um padrão caótico e ramificado para uma única linha controlada. Ao inclinar o anel emissor ou ajustar a intensidade de emissores individuais, os pesquisadores puderam direcionar a faísca em direções específicas.

Essa técnica permitiu que a equipe direcionasse o plasma para certos eletrodos, evitando outros, potencialmente permitindo a comutação controlada em circuitos sem fio. Também permitiu que as faíscas atingissem materiais que a eletricidade normalmente não alcançaria. Possíveis aplicações incluem padrões de gravação em colônias bacterianas e criação de dispositivos de feedback tátil que fornecem sensações de plasma de baixa potência à pele.

“Estou animado com o potencial de usar faíscas fracas para criar sensações táteis controladas na mão, possivelmente levando ao primeiro sistema Braille sem contato”, disse Josu Irisarri, o primeiro autor do estudo.

A pesquisa foi publicada na Science Advances.

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