Met een 3D-printer en een paar simpele onderdelen kan je een trekstraal (tractor beam) maken die kleine insecten kan vasthouden en wegduwen. Een Spaanse promovendus ontwierp het apparaat.

De promovendus maakte eerder al een ontwerp voor een trekstraal die geluidsgolven gebruikt. Deze golven komen samen in een brandpunt en objecten kunnen in dat punt worden vastgehouden. Het apparaat dat de promovendus daarvoor gebruikte was echter erg ingewikkeld en duur. Het vereiste onderdelen die de geluidsgolven in de juiste vorm bogen.


Schotelantenne

Precies die onderdelen wist hij nu te maken met een 3D-printer. Er bestaan verschillende manieren om een geluidsveld te maken waarbij de golven in een punt samenkomen zie de illustratie hieronder. In dit geval is het apparaat een soort schotelantenne van geluid producerende buisjes. De geluidsgolven hebben allemaal dezelfde frequentie, waardoor de buisjes makkelijk zijn te maken. Die geluidsgolven komen vervolgens samen op een punt een stukje boven de schoten, waar kleine objecten (een paar millimeter in doorsnede) netjes boven het apparaatblijven zweven.

Met verschillende vertragingen zijn de geluidsgolven te focusseren. De lengte van de rode lijn is steeds even groot.


De techniek van sonische trekstralen is niet nieuw, het 3D-printen ervan wel. Dat was een hele uitdaging, omdat printers vaak een beperkte printresolutie hebben; geprinte objecten zijn wat 'korrelig'. Daardoor zijn die niet heel precies in het uitsturen van geluidsgolven. Dankzij het schotelontwerp is die onnauwkeurigheid echter een minder groot probleem. Volgens de onderzoeker zijn de onderdelen voor in totaal zo'n 60 euro te fabriceren. Daarbij is de benodigde 3D-printer natuurlijk niet meegerekend.


Gewichtloos

Hoewel het apparaat er vernuftig uitziet kent het wel zijn beperkingen. Zodra een object groter is dan de golflengte van de geluidsgolven werkt het niet meer. Daardoor zijn de toepassingen beperkt. De onderzoeker zelf noemt het bestuderen van het effect van gewichtloosheid op insecten een voor de hand liggende, maar kleine toepassing van zijn vondst.

Op de video is het apparaat in actie te zien.

 

Openingsbeeld: Asier Marzo