Tutkijat keksivät keinon siirtää sähköä ilmassa ultraääniaaltojen avulla.

Sähkökipinöiden hallinnassa ryhmä pääsi tasolle, jolla kipinä voidaan ohjata esteiden ohi tai tähdätä osumaan tiettyihin kohtiin, jopa ei-johtaviin materiaaleihin.

Sähkökipinöitä käytetään esimerkiksi hitsaukseen, bakteerien tappamiseen, elektroniikan virransyöttöön ja moottorien polttoaineen sytyttämiseen.

Hyödyllisiä kipinöitä on ollut vaikea ohjata avoimessa tilassa, sillä ne jakautuvat kaoottisiksi haaroiksi, joilla on taipumus kulkea kohti lähimpiä metalliesineitä.

Helsingin yliopiston, Navarran Upna-yliopiston ja Waterloon yliopiston yhteistutkimuksen julkaisi Science Advances -lehti.

Hyötyä monenlaisissa sovelluksissa

Sähkökipinöiden onnistunut ohjaaminen pohjautuu tutkijoiden mukaan siihen, että kipinät  lämmittävät ilmaa. Lämpenevä ilma laajenee, ja sen tiheys pienenee.

Kuumaa ilmaa on mahdollista ohjata ultraäänellä, koska se ohjautuu voimakkaamman äänen alueelle. Kipinät jatkavat samalle kuumalle alueelle, koska harvemman ilman läpilyöntijännite on pienempi kuin tiheämmän.

”Kipinöiden tarkka hallinta mahdollistaa niiden hyödyntämisen monenlaisissa sovelluksissa, kuten ilmakehätieteissä, biologisissa toimenpiteissä ja virtapiirien valikoivassa virransyötössä”, kertoo professori Ari Salmi Helsingin yliopistosta.

Kohti kosketuksetonta pistekirjoitusta

Aiemmin sähkökipinöitä on voitu ohjata vain elektrolasereiksi kutsuttujen indusoitujen sähköpurkausten avulla.

Menetelmä edellyttää silmille ja iholle vaarallisten lasereiden käyttöä ja tarkkaa ajoitusta laserin ja sähköpurkauksen välillä.

Ultraääni on turvallisempi. Edullista, kompaktia ultraäänilaitteistoa voidaan käyttää ilman taukoja.

”Olen innoissani esimerkiksi mahdollisuudesta, että hyvin heikkoja kipinöitä voitaisiin käyttää hallittujen tuntoärsykkeiden luomiseen käteen”, sanoo tutkija Josu Irisarri Navarran yliopistosta.

Näin voitaisiin Irisarrin mukaan ehkä rakentaa maailman ensimmäinen kosketukseton pistekirjoitusjärjestelmä.