Bath Üniversitesi‘nden bilim insanları; “yumuşak robotik” olarak adlandırılan uygulamalara sahip olabilecek ve gezegenlerin nasıl şekillenmeye başladığını gösterebilecek bir deneyde, ses dalgaları kullanarak parçacıkları havaya uçurdular.
Bath Üniversitesi ve Chicago Üniversitesi’nden oluşan araştırma ekibi; malzemelerin sert ve düz bir yüzeyde olmadıklarında nasıl bir araya geldiklerini merak ettiler. Yaklaşık 1 mm çapındaki parçacıkları havalandırmak için ses dalgaları kullandılar ve genel olarak plastik polietilenden yapılan bu parçacıkların, 2 boyutlu altı ya da yedi adet küçük gruplar halinde birbirleriyle nasıl etkileşime girdiklerini araştırdılar.
Beş tanecik veya daha az tanecik olduğu zaman tanecikler sadece bir konfigürasyonda kümelenir. Bununla birlikte bilim insanlarının da bulduğu gibi, en az altı parçacık olduğunda, bir araya getirildiklerinde birleştirebilecekleri birçok farklı şekil vardır.
Araştırmacılar, parçacıkları kaldırarak ve yüksek hızlı kameralar kullanarak bu çeşitli yapılandırmaları yakalayabildiler. Altı parçacıklı grupların üç şekil oluşturabildiklerini buldular: Paralelkenar, zikzak ve üçgen. Yedili gruplar yapmak için bir parçacık daha eklemek; parçacıkların her birinin bir çiçeğe, bir kaplumbağaya, bir ağaca veya bir tekneye benzeyen dört şekilden birinde kümelenmesi anlamına geliyordu.
Ekip, ses dalgası frekansını değiştirerek kümeleri değiştirebileceklerini ve ortaya çıkan şekli etkileyebileceklerini keşfetti. Şekillerin yeniden düzenlenmesinin genellikle bir “menteşe” görevi gören bir parçacığa bağlı olduğunu ve yeniden yapılandırmak için diğerlerinin etrafında döndüğünü, bunun da çeşitli potansiyel uygulamalarda çok faydalı olabileceğini buldular.
Bath Üniversitesi Fizik Bölümü’nden Dr. Anton Souslov: “Altı parçacık, farklı şekiller arasında geçiş yapmak için gereken minimum değerdir. Ultrason frekansını değiştirerek, parçacık kümelerinin hareket etmesini ve yeniden düzenlenmesini sağlayabileceğimizi bulduk. Bu, karmaşık yapılar oluşturmak amacıyla, nesneleri manipüle etmek için yeni olanaklar sunuyor. Belki gözlemlediğimiz bu menteşeler, bilim insanlarının ve mühendislerin, sert malzemelerden daha esnek ve uyarlanabilir robotlar oluşturmak için yumuşak, manipüle edilebilir malzemeler kullandığı; giyilebilir teknoloji veya yumuşak robotik alanlarında yeni ürünler ve aletler geliştirmek için kullanılabilir.”
Souslov: “Ultrasonik kuvvetlerin nasıl kontrol edileceğini anlamak gerçekten önemlidir; ultrason, endüstride ve ev ürünlerinde, nemlendiricilerde küçük damlacıkların yapımından sert yüzeylerin temizlenmesine kadar henuz kullanılmaya başlamıştır. Bilim insanları, tozu havada tutmak için yerçekimine meydan okumak gibi, uzay tozu toplanmaya başladığında; gezegenler, aylar ve uzaydaki diğer cisimlerin nasıl oluşmaya başladığını anlamak amacıyla dünya temelli deneyler geliştirmeye daha fazla ilgi duyuyor.”
Çalışma Nature Physics’te yayınlanmıştır. Araştırma ekibi şimdi, akustik havalandırmanın daha karmaşık yapıları bir araya getirmek için daha fazla sayıda parçacığı nasıl bir araya getirebileceğini araştırmayı hedefliyor.
