Deseticentimetrový kousek plastu levituje kousek nad zemí. Lidské oko nezaznamená stovky drobných a rychlých pohybů, které vznášení způsobují. A už vůbec nevidí komplexní matematickou teorii nebo titěrnou trpělivou práci, díky které se plast ohýbá tak, jak má, aniž by obsahoval samostatné pohyblivé částečky.
Když Noah narazil na matematický model fólie, která by byla schopna plavby či letu vzduchem, rozhodl se, že právě tomuto tématu věnuje svůj PhD. výzkum.
Lakshminarayanan Mahadevan z Harvardu, autor původní studie, výsledek obdivuje: "Noah šel za hranice obyčejné teorie a skutečně sestavil fungující vzorek, který navíc potvrzuje námi předpovězené chování."
Plastová destička opatřená senzory se s vysokou precizností ohýbá na specifikovaných místech až s frekvencí 100 Hz. S využitím matematického modelu tak levituje či pluje vzduchem několik centimetrů nad zemí. Vibrace jsou příliš rychlé pro lidské oko.
Plastová destička musí velice přesně reagovat na elektrické impulsy a ohnout se přesně tak, jak má. Jinak je nemožné ovládat komplexní pohyby a vibrace. Noah strávil dva roky přesným měřením toho, aby změřil a vyladil ohebnost plastů, a mohl se tak pustit do konstrukce prototypu.
Autor předpokládá, že by se podobná létající destička dala využít jako pohon ve velmi prašném prostředí, kde je údržba náročná, a zařízení bez pohyblivých částí by bylo méně poruchové. Přemýšlí třeba o využití na Marsu. To je ale hudba vzdálenější budoucnosti, zatím by destička s rozumnou nosností měla povrch několik (možná i desítek) metrů čtverečních.
Zajímavější může být možnost využít cílené a přesné ohýbání plastu na základě elektrických impulsů. Noah spekuluje, že by své využití našlo třeba v teleskopech.
Rozhovor s autorem létající plastové folie
Co považujete za hlavní přínos Vašeho právě publikovaného článku v Applied Physics Letters?
Jde o praktickou demonstraci pohonu za použití tenkého materiálu, vibrujícího ve vzduchu. Je to zajímavé právě proto, že nejde o pohon s využitím nějakých oddělitelných součástek, ale o pohon s využitím vibrace celé plochy.
Co vidíme na videu z Vašeho experimentu?
V první části je fólie nadnášena vzduchovým polštářem, vzniklým díky propočítaným vibracím fólie. Vznáší se asi milimetr nad povrchem a je připojena k elektrickému zdroji.
Když pohon zapneme, fólie cestuje směrem k pravému okraji záběru. Na záběru fólii opakovaně zapneme a vypneme, a ona tedy opakovaně cestuje doprava a zase se vrací zpátky do výchozí (rovnovážné) pozice ve středu. Vibrace jsou kolem 100 Hz a nejsou tedy pouhým okem vidět.
Druhá část videa ukazuje pomalejší vibrace v řádu několika hertzů, takže je vidět, jak se fólie vlní. Ale takto pomalé vlnění nedokáže fólii nadzvednout. Tento experiment slouží hlavně k demonstraci toho, že jsme schopni rychle ovládat vibrace fólie, nikoli k ukázce nějaké levitace.
Jaké použití si dokážete představit?
Do fólie by se daly integrovat senzory, a pak bychom mohli fólii vzdáleně navigovat po těžko dostupných místech, třeba prašných nebo umaštěných prostředích. A také ta technologie, kterou jsme použili k dosažení postupného vlnění (traveling wave vibration) může být využita i k dalším formám vibrace nebo ohybu. Třeba v adaptivní optice pro teleskopy.
Zdroje"Létající koberec" z vodivého plastu (BBC, anglicky) Originální článek (Applied Physics Letter, anglicky) Původní inspirace (Physical Review Letters) rozhovor s autorem |
Co by bylo potřeba k tomu, aby se takovýto "létající koberec" stal dopravním prostředkem pro lidi?
S tím, co jsme zatím použili, by taková fólie musela mít délku alespoň 15 metrů, aby unesla člověka, a stejně by se vznášela jen pár milimetrů nad zemí, takže by šla využít jen na zcela plochém povrchu. Ale na to, aby unesla senzory, může být fólie relativně malá.
Na čem nyní pracujete?
Vyvíjíme miniaturní zdroj energie, baterku, kterou můžeme položit na fólii a udělat tak z fólie nezávislý objekt. Dosud bylo vždy nutné mít fólii připojenou kabelem. Díky tomu se fólie bude moci pořádně rozletět.
