Näkymätön sähköjohdin: sähkön ohjaamista äänellä
6.2.2025 08:35:31 EET | Helsingin yliopisto | Tiedote
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
Miten ymmärtää kärsimystä vaikeina aikoina? Tervetuloa keskustelutilaisuuteen Tiedekulmassa 3.6.20.5.2026 10:11:00 EEST | Tiedote
Vaikeat ajat koettelevat uskoa tulevaisuuteen. Erityisesti nuorten kasvavat toivottomuuden kokemukset osoittavat, kuinka tärkeää on löytää kannattelevia ja merkityksellisiä näkökulmia kärsimyksen keskellä. Mutta miten kärsimyksestä voidaan puhua tavalla, joka ei vähättele, mitätöi tai oikeuta sitä osana jotakin suurempaa hyvää?
Kutsu: Uusien professorien juhlaluennot 27.5.202619.5.2026 08:00:00 EEST | Kutsu
Helsingin yliopiston uudet professorit kertovat tieteenalojensa tuoreista tutkimustuloksista keskiviikkona 27.5. klo 14.30–16.30 yliopiston päärakennuksessa, os. Fabianinkatu 33. Juhlaluentoja on mahdollista seurata myös suoratoistona.
Tutkimus tuo toivoa – tiedettä potilaan parhaaksi 4.6.18.5.2026 14:58:58 EEST | Kutsu
Tervetuloa viettämään Toivon päivää 4.6. ja kuulemaan, kuinka suomalaista huippututkimusta viedään käytäntöön potilaiden parhaaksi. Neljä Meilahden kampuksen tutkijaa kertoo tarinansa siitä, kuinka tutkimus ja potilaiden kohtaaminen kulkevat käsi kädessä – ja tuovat ihmisille toivoa.
Hevosen kesyttämisen historia on aiemmin oletettua monipolvisempi – jopa 6000 vuotta yhteiseloa18.5.2026 11:39:20 EEST | Tiedote
Uusi tutkimus viittaa siihen, että hevosen hyötykäyttö alkoi huomattavasti aiemmin kuin tähän asti on luultu. Hevosia käytettiin järjestelmällisesti ratsuina, työeläiminä ja kauppatavarana jo yli 3000 vuotta ennen ajanlaskun alkua, mahdollisesti vielä tätäkin varhemmin.
Suomalaiset odottavat päättäjiltä aktiivista reagointia kansainvälisen järjestelmän jännitteisiin12.5.2026 02:00:00 EEST | Tiedote
Tutkimuksen mukaan 71 prosenttia suomalaisista kokee, että sääntöpohjainen kansainvälinen järjestelmä on jo murentunut, ja he toivovat Euroopan ja Suomen vastaavan tähän tilanteeseen vahvalla ulko- ja turvallisuuspolitiikalla.
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