Χημεία σε αιωρούμενα σταγονίδια

στις

Θα μπορούσαν οι χημικοί να ετοιμάζονται να παροπλίσουν τον καταξιωμένο δοκιμαστικό σωλήνα, το απόλυτο σύμβολο της χημείας για το ευρύ κοινό; Ίσως όχι ακόμη, αλλά ο Jack Beauchamp, καθηγητής χημείας στην έδρα Mary and Charles Ferkel του Caltech εργάζεται πάνω σ’ αυτό.

Στο εργαστήριο της σταγόνας, όπως το αποκαλεί χαρακτηριστικά ο Beauchamp, οι χημικές αντιδράσεις πραγματοποιούνται μέσα σε μια σταγόνα υγρού, αναρτημένη στον αέρα μέσω ακουστικής άνωσης (βλ. σ.13 ).

Η ακουστική αιώρηση επιτυγχάνεται με την δημιουργία περιοχών υψηλής και χαμηλής πίεσης του αέρα από τη χρήση υπερηχητικών μορφοτροπέων (μετατροπείς ενέργειας όπως π.χ. το μικρόφωνο).

Αυτοί οι μετατροπείς συμπεριφέρονται σαν μικροσκοπικά αλλά ισχυρά ηχεία, που λειτουργούν σε συχνότητα πέρα από ακουστικό φάσμα του ανθρώπινου αυτιού. Η ηχητική ενέργεια που εκπέμπεται εστιάζεται με τέτοιο τρόπο ώστε οι περιοχές υψηλής και χαμηλής πίεσης που δημιουργούνται να σχηματίζουν παγίδες οι οποίες μπορούν να συγκρατήσουν μικρά αντικείμενα στον αέρα. Ένα αντικείμενο που θα τοποθετηθεί σε περιοχές χαμηλής πίεσης κρατιέται εκεί από τις ζώνες υψηλής πίεσης που το περιβάλλουν.

Μια συσκευή τέτοιου είδους μπορεί να κατασκευαστεί με κόστος περίπου 75 δολαρίων  από τυποποιημένα υλικά και με τεχνικές τρισδιάστατης εκτύπωσης.

Με μια νέα δημοσίευση, ο Beauchamp και οι συνεργάτες του περιγράφουν την χρήση της τεχνικής για την μελέτη του τρόπου που ένα φάρμακο για τον καρκίνο του δέρματος λειτουργεί σε χημικό επίπεδο. Η έρευνα, όπως υποστηρίζει, αντιπροσωπεύει την πρώτη επιτυχή χρήση της ακουστικής άνωσης σαν αντιδραστήριο «εκτός γυάλινων τειχών» σε μια λεπτομερή μελέτη χημικών αντιδράσεων.  

Η ακουστική αιώρηση μπορεί να βρει εφαρμογές και σε άλλα πεδία όπως για παράδειγμα η βιολογία, η βιομηχανική και η περιβαλλοντική χημεία. Όπως υποστηρίζει ο ίδιος, ίσως όλοι θα ήθελαν να έχουν τη δυνατότητα να πραγματοποιούν αντιδράσεις σε περιβάλλον όπου το υγρό στοιχείο δεν θα έρχεται σε επαφή με οποιαδήποτε άλλη επιφάνεια. 

Ultrasonic Levitator for Chemical Mixing

Αναφορές

Provided by