Skip to content Skip to navigation

Ses Dalgalarında Hareket

Dr. Tuba Sarıgül
18/07/2014 - 16:59

İsviçre’deki bir laboratuvarda su damlacıklarını, kahve taneciklerini ya da bir kürdanı havada asılı dururken veya hareket ederken görürseniz şaşırmayın. Zürih Federal Teknoloji Enstitüsü'nden (ETH) araştırmacılar, bir insanın duyabileceğinden biraz daha yüksek frekansta ses dalgaları kullanarak küçük parçacıkları ve sıvı damlacıklarını hem havada asılı tutmayı hem de hareket ettirmeyi başardı. Maddelerin havada asılı halde kalması ve kontrollü bir şekilde hareket ettirilebilmesi özellikle biyokimya ve ilaç sektöründe kullanılan malzemeler açısından yeni ve önemli uygulamaların geliştirilmesine imkân verebilir.

Maddelerin havada asılı kalmasını sağlamak için genellikle manyetik ya da elektrik alan kullanılıyor. Ancak bu yöntemler sadece manyetik özellik gösteren ya da metalik malzemelerde işe yarıyordu. Ses dalgalarının kütleçekiminin üstesinden gelebilmek için kullanılabileceği neredeyse 100 yıldan beri bilinmesine rağmen, havada asılı tutulan cismin kontrollü bir şekilde hareket ettirilebilmesini sağlamak zordu. Bu nedenle bugüne kadar yöntemin pratik uygulamalarını gerçekleştirmek mümkün olmamıştı.

Dimos Poulikakos ve arkadaşları bir potansiyel uygulandığında genişleyen ya da sıkışan piezoelektrik özellikte kristaller kullanarak ses dalgaları üreten platformlar oluşturdu. Bu platformlardan yayılan ses dalgaları üstteki yüzeye çarpana kadar yukarı doğru hareket ediyor. Yüzeye çarptıktan sonra tekrar aşağıya yansıyan ses dalgaları ile yukarı doğru hareket eden ses dalgaları çakıştığında, dalgalar birbirlerini düğüm noktası adı verilen bir bölgede sönümlendiriyor. Bu bölgeye yerleştirilen cisimler her iki yönden gelen ses dalgalarının oluşturduğu basınç nedeniyle bu noktada sıkışıp kalıyor. Böylece ağır cisimlerin havada asılı kalması mümkün oluyor.

Araştırmacılar cisimleri havada belli bir noktada asılı tutmanın yanı sıra platformlar arasında hareket ettirmeyi de başardı. Havada asılı duran parçacığı hareket ettirmek hassas bir denge gerektiriyor. Her biri ses dalgaları üreten platformlar satranç tahtası şeklinde bir araya getirildi ve yaydıkları ses dalgalarının frekansı değiştirilerek damlacığın akustik alan boyunca hareket etmesi sağlandı.

Farklı noktalardaki iki damlacığı hareket ettirerek üçüncü bir noktada bir araya getiren araştırmacılar bu yöntemle farklı uygulamalar da gerçekleştirdi. Örneğin çok net gözlemlenebilen kimyasal bir tepkime veren sodyum ve su, ses dalgalarıyla taşınarak bir araya getirildi. Katı ve sıvı parçacıklarını da ses dalgalarıyla hareket ettiren araştırmacılar, granül kahveyi havada asılı haldeyken su damlasında çözebildi.

Daha önce ses dalgalarını kullanarak çapı birkaç milimetreden büyük cisimleri hareket ettirmek mümkün olmamıştı. Bu yöntem sayesinde şu an sudan yaklaşık üç kat daha yoğun maddeler ses dalgaları üzerinde taşınabiliyor. Araştırmacılar bu sınırı yükseltmek için çalışıyor. Ayrıca ses dalgalarının yansıdığı yüzeyin şeklini değiştirerek gücü daha da artırmak ve böylece daha yoğun maddeleri hareket ettirmek mümkün olabilir.

Araştırmacılardan Chris Benmore cisimleri havada tutmak için ses dalgalarından faydalanan bu yöntemi, ilaç uygulamalarında kullanmak istiyor. Bu sayede kimyasal ilaç bileşenleri yüzeylerle temas nedeniyle oluşabilecek kirlilik riski olmadan bir araya getirilebilir. Bu yöntem ayrıca kendi kaplarına zarar verebilen, aşındırma gücü yüksek ya da zehirli kimyasal maddeler için de kullanışlı olabilir.

Kaynaklar:

İlgili İçerikler

Fizik

Işık nasıl yayılır? Dalgalar gibi mi yoksa madde parçacıkları gibi mi? Bu soru bir zamanlar bilim dünyasını ikiye bölmüştü. Deneyler köşesinin yeni etkinliğinde ışığın yapısını çift yarık deneyi ile inceliyoruz.

Fizik

Günümüzde güneş gözesi üretmek için yaygın olarak silisyum kullanılıyor. Ancak bu güneş gözeleri hem pahalıya mal oluyor hem de üretim süreçleri çok zahmetli. Yüksek verim elde etmek için silisyum atomlarının çok düzenli bir yapı oluşturması ve bu yapının içine toz ya da başka yabancı maddelerin karışmaması için üretimin tozsuz odalarda yapılması gerekiyor.

Fizik

İster dinleyelim, ister mırıldanalım, ister bir müzik aleti ya da herhangi bir nesne ile müzik yapalım, ister dans ederek eşlik edelim; müzik hayatımızda önemli bir yere sahip. Biz de ocak ayında objektiflerinizi müziğin hayatınızdaki yerine odaklamanızı istiyoruz. Fotoğraflarınızı Bilim Genç’te paylaşırken açıklama bölümüne #HayatımdakiMüzik etiketini eklemeyi unutmayın.

Fizik

Geride bıraktığımız yılda bilim ve teknoloji alanında birçok gelişmeye şahit olduk. 2019 yılında gerçekleşen önemli bilimsel ve teknolojik gelişmeleri sizin için derledik.

Fizik

Dünya’nın kendisi de bir mıknatıstır. Dünya’nın manyetik kuzey ve güney kutupları coğrafi kuzey ve güney kutuplarının yakınında bulunur ve yavaş da olsa hareket eder. Bu etkinliğimizde maliyeti uygun malzemeler kullanarak mıknatısın çevresinde oluşan manyetik alanı gözlemleyeceğiz.

Fizik

Yakın zamanda gerçekleştirilen deneyler protonun fizikçilerin düşündüğünden %5 daha küçük olduğunu gösteriyor.

Fizik

Yollardaki buzlanmanın önüne geçmek için kullanılabilecek çevre dostu bir katkı malzemesi geliştirildi. Çeşitli kimyasal süreçlerle üzüm kabuğundan elde edilen malzemenin hem buzun daha hızlı çözülmesini sağladığı, hem asfaltlara ve betonlara daha az zarar verdiği, hem de su kaynakları için daha az risk teşkil ettiği belirtiliyor.

Fizik

Bir katıyı başka bir katının üzerinde kaydırmak kolay değildir. Çok yüksek sürtünme kuvvetiyle baş etmeniz gerekir. Bu durumun bir istisnası ise buzdur. Buz o kadar kaygandır ki buz patencileri neredeyse hiçbir dirençle karşılaşmadan buzun üzerinde kayabilirler.

Fizik

Suyu yukarı yönde taşıyabilen aletlerin geliştirilmesine yönelik çalışmalar James Watt'ın buhar motorunun keşfine öncülük etti.

Fizik

Suyun kaç derecede kaynadığını biliyor musunuz? Muhtemelen cevabınız 100°C olacaktır. Çünkü suyun deniz seviyesindeki kaynama noktası 100°C’dir. Peki, suyu daha düşük ya da yüksek sıcaklıklarda kaynatmak mümkün olabilir mi?