Mus nuolat pasiekia įvairiausi garsai, kitaip tariant, iš skirtingų šaltinių sklindančios akustinės bangos. Nors girdime garsus, kurių bangų ilgiai skiriasi net tūkstantį kartų, tačiau, iš tikrųjų, tai tik nedidelė garsų jūros dalis.
Nematomų Garsų Pasaulis
Žemiau mūsų girdimų garsų ribos yra infragarsas, kurio dažnis mažesnis nei 20 Hz. Aukščiau mūsų girdimų garsų ribos yra ultragarsas, kurio dažnis viršija 20 tūkst. Hz. Šiuos garsus, kurių mes negirdime, kuria ne tik gamta, bet ir žmogus. Tokie garsai efektyviai naudojami įvairiose mokslo ir technologijų srityse.
Ultragarsas Pramonėje ir Medicinoje
Ultragarsas, viršijantis žmogaus girdimo dažnio ribas, yra plačiai pritaikomas dėl savo unikalių savybių. Ultragarso bangos pasitelkiamos vertinant pramonės gaminių kokybę ir nustatant jų defektus, kas žinoma kaip neardančioji kontrolė. Tai leidžia aptikti pažeidimus nepakenkiant pačiam gaminiui. Taip pat ultragarsas naudojamas ieškant objektų vandenyje, tai vadinama hidrolokacija.
Medicinoje ultragarsas tapo nepakeičiama priemone, padedančia diagnozuoti ir gydyti įvairias ligas. Medicininis ultragarsas leidžia saugiai ir efektyviai ištirti vidaus organus, stebėti nėštumą ir atlikti kitas diagnostines procedūras.
Autonominis Objektų Stebėjimas: Nuo Pramonės iki Aviacijos
Siekiant didesnio saugumo ir išvengiant katastrofų, mokslininkai intensyviai vysto autonominio objektų stebėjimo technologijas. Šiuolaikinės technologijos leidžia nuolat sekti ir stebėti objektų būklę, įrengiant specialius jutiklius.
2006 metais Mažeikių naftoje kilęs didžiulis gaisras, kurio metu nuvirto vakuuminio distiliavimo kolona ir nuostoliai siekė šimtus milijonų litų, atskleidė nuolatinio stebėjimo svarbą. Tyrimas nustatė, kad avariją tikėtinai sukėlė degaus produkto gudrono užsidegimas. Tokios situacijos pabrėžia prevencinių priemonių ir gedimų perspėjimo sistemų poreikį.
Įrengus ultragarsinius jutiklius objektuose, galima nuolat stebėti jų būklę. Pagrindinė jutiklių funkcija - perspėti apie gedimus ir defektus. Šiuo metu tai taikoma dangoraižių būklės stebėjimui, tačiau mokslininkai siekia pritaikyti autonominį stebėjimą ir plačiau: lėktuvams, vėjo jėgainėms, naftos pramonių vamzdynams, tiltams.
Anot profesoriaus, aviacijos kompanijos, tokios kaip „Boeing“ ir „Airbus“, nori turėti galimybę stebėti lėktuvo būseną jam esant ore. „Kaip žmogaus kūnas turi nervų sistemą, taip ir orlaivis, jo fiuzeliažas, sparnai turėtų turėti integruotus jutiklius, kurie būtų sujungti tarpusavyje į duomenų surinkimo analizės ir defektų įvertinimo sistemą, kuri leistų realiu laiku ir pilotams, ir aviakompanijai įvertinti orlaivio būklę“, - pabrėžia mokslininkas. Tai atveria kelią didesniam saugumui ir efektyvesnei techninei priežiūrai.
Moksliniai Tyrimai Vilniaus Universitete: Nuo Akustinių Bangų iki Nanotechnologijų
Lietuvoje, Vilniaus universitete, paviršinės akustinės bangos pradėtos tyrinėti dar 1965 metais. Lietuvos mokslininkai buvo vieni pirmųjų pasaulyje, ištyrusių ultravioletinės šviesos sąveiką su akustinėmis bangomis nitridų tipo puslaidininkiuose. Tokie jutikliai turi daug privalumų, iš kurių svarbiausi - bekontaktis nuotolinis veikimas ir nejautrumas foninei baltai šviesai.
UV jutiklių taikymo sritis yra labai plati. Visur, kur susiduriame su ultravioletiniais spinduliais, pavyzdžiui, elektronikos ir chemijos pramonėje, sveikatos apsaugos, gynybos srityse, reikia matuoti jų dozes. Be to, UV spinduliuotė vis plačiau naudojama ir dezinfekcijai bei sterilizacijai.
Nanotechnologijų Įtaka Jutiklių Kūrimui
Šiuo metu didelio susidomėjimo sulaukia nanotechnologijos, kurių pagrindu kuriamos naujos medžiagos su unikaliomis savybėmis. Pavyzdžiui, grafenas - vienatomis anglies sluoksnis, kuris yra itin stiprus, lengvas ir laidus elektrai. Manoma, kad ateityje būtent jis bus naudojamas gaminant spartesnius kompiuterius, taip pat daugelyje kitų elektronikos sričių.
Labai įdomūs yra savitvarkiai nanodariniai, kurie formuojasi tarsi patys, panašiai kaip biologiniai organizmai. Tokie yra porfirino - vienos kraujo sudėtinių dalių, dėl kurios jis yra raudonas - sluoksniai. Anot prof. D. Čiplio, pastebėta, kad paviršinės akustinės bangos šiuose dariniuose stipriai ir sparčiai reaguoja į oro drėgmės pokyčius. Atsižvelgiant į tai, buvo sukurtas jutiklis, užrašantis žmogaus kvėpavimą, panašiai kaip užrašoma kardiograma.
Už darbų ciklą „Aukštadažnės akustinės bangos feroelektriniuose kristaluose, plačiatarpiuose puslaidininkiuose ir nanostruktūriniuose dariniuose“ profesoriui D. Čipliui kartu su kolegomis dr. Romualdu Rimeika ir dr. Vytautu Samulioniu 2014 m. skirta Lietuvos mokslo premija.
„Mokslo sriuba“: Mokslas Visiems
Laida „Mokslo sriuba“ - tai ne pelno siekianti jaunų žmonių iniciatyva, kuriama bendradarbiaujant su Baltijos pažangių technologijų institutu. Ji siekia populiarinti mokslą ir pristatyti naujausius atradimus plačiajai auditorijai.
tags: #mokslo #sriuba #inftagarsas #ultragarsas