Näkymätön sähköjohdin: sähkön ohjaamista äänellä
Suomalaisten, espanjalaisten ja kanadalaisten tutkijoiden ryhmä on ensimmäistä kertaa osoittanut, että sähkökipinöitä voidaan ohjata ultraääniaaltojen avulla.
Sähkökipinöitä käytetään hitsaukseen, elektroniikan virransyöttöön, bakteerien tappamiseen tai moottoreissa polttoaineen sytyttämiseen. Hyödyllisyydestään huolimatta kipinöitä on vaikea ohjata avoimessa tilassa, sillä ne jakautuvat kaoottisiksi haaroiksi, joilla on taipumus kulkea kohti lähimpiä metalliesineitä.
Tuoreessa tutkimuksessa löydettiin keino siirtää sähköä ilmassa ultraääniaaltojen avulla. Sähkökipinöiden hallinnassa päästiin tasolle, jossa kipinä voidaan ohjata esteiden ohi tai tähdätä osumaan tiettyihin kohtiin, jopa ei-johtaviin materiaaleihin.
– Havaitsimme tämän ilmiön yli vuosi sitten, mutta sen jälkeen vei kuukausia saada ilmiö hallintaan ja vielä kauemmin löytää ilmiölle selitys, sanoo tohtori Asier Marzo Navarren julkisesta yliopistosta Espanjasta.
Kipinöiden ohjaus pohjautuu siihen, miten kipinät ensin lämmittävät ilmaa. Ilma laajenee lämmetessään ja sen tiheys pienenee. Kuumaa ilmaa pystytään ohjaamaan ultraäänellä, sillä kuuma ilma ohjautuu voimakkaamman äänen alueelle. Kipinät jatkavat samalle kuumalle alueelle, sillä kuuman, harvemman ilman läpilyöntijännite on pienempi kuin tiheämmän ilman.
– Kipinöiden tarkka hallinta mahdollistaa niiden hyödyntämisen monenlaisissa sovelluksissa, kuten ilmakehätieteissä, biologisissa toimenpiteissä ja virtapiirien valikoivassa virransyötössä, professori Ari Salmi Helsingin yliopistosta kertoo.
Aiemmin kipinöitä voitiin ohjata vain laserilla indusoitujen sähköpurkausten avulla, joita kutsuttiin puhekielessä elektrolasereiksi. Tämä edellytti silmille ja iholle vaarallisten lasereiden käyttöä sekä tarkkaa ajoitusta laserin ja sähköpurkauksen välillä. Tutkijaryhmän kehittämässä menetelmässä käytetään laserien sijasta ultraääntä, mikä on käyttäjälle turvallisempaa. Laitteisto on kompakti, edullinen ja sitä voidaan käyttää ilman taukoja.
– Olen innoissani esimerkiksi mahdollisuudesta, että hyvin heikkoja kipinöitä voitaisiin käyttää hallittujen tuntoärsykkeiden luomiseen käteen, jolloin voidaan ehkä luoda ensimmäinen kosketukseton pistekirjoitusjärjestelmä, sanoo julkaisun ensimmäinen kirjoittaja Josu Irisarri Navarren julkisesta yliopistosta.
Tutkimus tehtiin yhteistyössä Navarren julkisen yliopiston (UPNA), Helsingin yliopiston ja Waterloon yliopiston tutkijoiden kesken ja se on julkaistu arvostetussa Science Advances -lehdessä.
Julkaisu:
Josu Irisarri, Inigo Ezcurdia, Naroa Iriarte, Marika Sirkka, Dmitry Nikolaev, Joni Mäkinen, Alexander Martinez-Marchese, Denys Iablonskyi, Ari Salmi, Asier Marzo. Electric Plasma Guided with Ultrasonic Fields. Science Advances, 2025. DOI:10.1126/sciadv.adp0686
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Helsingin yliopiston mediapalvelu
Puh:02941 22622mediapalvelu@helsinki.fiLinkit
Helsingin yliopisto on yli 40 000 opiskelijan ja työntekijän kansainvälinen tiedeyhteisö, joka toimii neljällä kampuksella Helsingissä ja usealla muulla paikkakunnalla Suomessa. Kansainvälisissä yliopistovertailuissa Helsingin yliopisto sijoittuu maailman parhaan yhden prosentin joukkoon. Helsingin yliopisto on perustettu vuonna 1640.
Tilaa tiedotteet sähköpostiisi
Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.
Lue lisää julkaisijalta Helsingin yliopisto
Hayabusa2-avaruusluotaimen kohdeasteroidi 1998 KY26 on pieni, valkoinen, nopeasti pyörivä kallionlohkare18.9.2025 12:41:28 EEST | Tiedote
Maan lähiavaruuden asteroidi 1998 KY26, Hayabusa2-avaruusluotaimen tuleva kohde, on halkaisijaltaan noin 11 metriä eli merkittävästi aiemmin arvioitua pienempi. Tutkijat myös määrittivät asteroidin pyörimisajaksi noin viisi minuuttia, mikä on puolet aiemmin arvioidusta. Asteroidilla on harvinainen koostumus.
Helsingin yliopiston ja Rosebudin yhteistyö jatkuu17.9.2025 16:12:51 EEST | Tiedote
Helsingin yliopiston hallituksen puheenjohtaja Niklas Bruun ja rehtori Sari Lindblom ovat käyneet keskustelun Rosebud-kirjakaupan toimitusjohtajan Hannu Paloviidan kanssa Rosebudin ja yliopiston yhteistyön muodoista jatkossa. Samalla sovittiin Kaisa-talon vuokrasuhteen loppuun ja muuttoon liittyvistä käytännön asioista.
Palkokasvien lisäämisellä sekä punaisen ja prosessoidun lihan vähentämisellä yllättävän positiivisia vaikutuksia miesten terveyteen17.9.2025 12:22:18 EEST | Tiedote
Helsingin yliopistossa tehdyn tutkimuksen mukaan punaisen ja prosessoidun lihan osittainen korvaaminen herne- ja härkäpapupohjaisilla elintarvikkeilla laskee miesten kokonais- ja ”huonoa” LDL-kolesterolia ja painoa.
Mediakutsu: Miten asiantuntijat edistävät algoritmisten järjestelmien kehittämistä16.9.2025 14:20:02 EEST | Kutsu
Tule torstaina 18. syyskuuta klo 17–19 Helsingin yliopiston Tiedekulmaan kuulemaan tekoälyteknologian tutkimuksen uusimpia tuloksia.
Matematiikan soveltamista pitäisi oppia paremmin jo koulupolun alussa16.9.2025 09:00:00 EEST | Tiedote
Matematiikan soveltaminen on keskeinen taito nyky-yhteiskunnassa, jossa koneet suorittavat puolestamme yksinkertaiset laskutoimitukset. Taitoja tulisi tukea tutkimukseen perustuvilla menetelmillä ja ottaa huomioon yksilön ominaisuudet sekä tehtävien piirteet.
Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.
Tutustu uutishuoneeseemme