Des chercheurs de l'Université Aalto ont découvert un phénomène surprenant qui change notre façon de penser à la façon dont le son peut déplacer les particules. Leur expérience est basée sur une expérience célèbre reconnaissable dans les classes de sciences des lycées du monde entier :l'expérience Chlandni Plate, où les particules se déplacent sur une surface vibrante. L'expérience a été réalisée pour la première fois en 1787 par Ernst Chladni, qui est maintenant connu comme le père de l'acoustique. L'expérience de Chladni a montré que lorsqu'une plaque vibre à une certaine fréquence, les particules lourdes se déplacent vers les régions les moins vibratoires, appelées lignes nodales. Cette expérience a été largement répétée au cours des siècles depuis, et a façonné la compréhension commune de la façon dont les particules lourdes se déplacent sur une plaque vibrante. Mais des chercheurs de l'Université Aalto ont maintenant montré un cas où des particules lourdes se déplacent vers les régions avec plus de vibrations, ou ventres. "C'est un résultat surprenant, presque une contradiction avec les croyances communes, " dit le professeur Quan Zhou.

Les chercheurs ont installé une plaque de silicium sur un transducteur piézoélectrique et l'ont immergé dans l'eau. Ils étalent des sphères de verre sub-mm sur la plaque, et fait vibrer la plaque avec des signaux de fréquences différentes, créer des vagues sur l'assiette. Les chercheurs ont alors été surpris d'observer que les particules se déplacent vers les ventres, formant ce qu'ils ont surnommé les « motifs de Chladni inversés ».

Un aspect intéressant est que le système peut créer un mouvement prévisible à une large gamme de fréquences. "Nous pouvons déplacer des particules à presque n'importe quelle fréquence, et nous ne comptons pas sur la résonance de la plaque", dit Zhou. « Cela nous donne beaucoup de liberté dans le contrôle du mouvement. l »

En utilisant le phénomène nouvellement découvert, les chercheurs ont pu contrôler avec précision le mouvement de particules individuelles et d'un essaim de particules sur la plaque immergée. Dans un exemple, ils ont déplacé une particule dans un labyrinthe sur la plaque, écrit des mots composés de lettres séparées, et fusionné, transporté et séparé un essaim de particules en jouant différentes notes de musique.

"De nombreuses procédures dans la recherche pharmaceutique et l'assemblage de microsystèmes nécessitent la capacité de déplacer et de manipuler facilement de petites particules. En utilisant un seul actionneur pour faire toutes ces différentes choses, nous ouvrons la voie à de nouvelles techniques de manipulation des particules", dit Zhou. "En outre, la méthode peut inspirer les futurs systèmes d'usine sur puce."