重力を相殺!物体を宙に浮かせる超音波スピーカー!(動画)

2016/09/12

スピーカーの音で物体を空中に浮かせる・・・?東京大学の落合陽一さんらは、定常波(定在波)と呼ばれる特殊な音波を使うことで、極めて小さいですが、物体の音波浮揚三次元操作を実現しています。

Three-Dimensional Mid-Air Acoustic Manipulation [Acoustic Levitation] (2013,2014-)

超音波「定常波」による三次元空中音響操作

定常波(standing wave)とは、波長・周期・振幅・速さが同じ2つ音が互いに逆向きに重なり合うことが出来る波動のことで、波形が進行せずその場に留まっているようにみえるのが特徴。

1つのスピーカーと1つの反響板によって、少量の物質を空間に保持できるようになります。(Acoustic levitation:音波浮揚と呼ばれるもの。)

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1つのスピーカーと1つの反響板の場合

しかし、スピーカーを連続配置にすれば2次元方向へ操作が可能となります。

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スピーカーを連続配置した場合

更に対面の反響プレートをもスピーカーにすれば3次元で立体的に動かすことが出来るようになり、動画では固体のみならず液体も宙に浮かせています。

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対面の反響プレートをもスピーカーにした場合

製薬技術に応用できる

この機械はもともと、宇宙での無重力が物体に与える影響を調べるために微小重力状態のシミュレーション用としてNASAが開発したもの。
これらの技術が一体何に応用できるのかなかなか見当がつかないものですが、ひとつには”効果的な製薬”に役立つ可能性があります。

工場で薬を作るには薬剤をシャーレやビーカーや試験管に入れて乾燥させるのが一般的ですが、容器(固体)の表面に接触した薬は乾燥過程で結晶化します。結晶化した薬は身体に吸収されにくく、患者が望ましい結果を得るには必要量以上の薬を飲まなければなりません。
これに対して浮揚しながら蒸発・乾燥した薬は、固体と接触しないことで溶けやすく人間が吸収しやすい非結晶が保たれるため、病人の服薬量を減らすことができる上に副作用も少なくなると考えられています。

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