Разработка нанобиосенсоров на основе акустоэлектронных технологий
Разработка нанобиосенсоров на основе акустоэлектронных технологий
В. В. Колесов$^1$, И. Е. Кузнецова$^1$, Е. С. Солдатов$^2$, С. А. Дагесян$^2$, А. Е. Мельников$^2$, В. И. Анисимкин$^1$, В. В. Кашин$^1$
Использование методов акустоэлектроники и интеграция нанобиосенсоров с акустическими линиями задержки в рамках планарных технологий дают возможность создания акустобионаноэлектронных датчиков с повышенной чувствительностью и селективностью. В работе разработан акустоэлектрический чип-сенсор на основе монокристаллической пластины ниобата лития толщиной 0.35 мм с системой встречно-штыревых преобразователей (ВШП) для возбуждения соответствующей акустической волны, который вставляется в чип-холдер со стандартным разъемом ножевого типа. Для создания планарной наноструктуры наноэлектронного трансдьюсера использовалась технология стандартной фотолитографии, различных фоторезистов и реактивного ионного травления и магнетронного напыления. Область размером 80х80 микрон в центре чипа служила для формирования электронной наноструктуры, которая является прообразом наноэлектронного трансдьюсера. В полученных наноструктурах могут быть сформированы нанозазоры для иммобилизации молекул белков-ферментов и создании селективных молекулярных биосенсоров.
Показать АннотациюПрохождение звука через однослойные и многослойные ограждающие конструкции зданий
Прохождение звука через однослойные и многослойные ограждающие конструкции зданий
В. Н. Бобылёв, В. А. Тишков, П. А. Гребнев, Д. Л. Щёголев, Д. В. Монич
Рассмотрены основные положения теории самосогласования волновых полей, позволяющей исследовать механизм прохождения звука через однослойные и многослойные ограждающие конструкции с учетом двойственной природы прохождения звука. Приведены аналитические выражения для определения предельной звукоизоляции ограждения, которая не может быть превышена при заданной массе и геометрических размерах. Исследованы резервы повышения звукоизоляции однослойных и многослойных ограждающих конструкций, применяемых в строительстве.
Показать АннотациюК вопросу объективной оценки акустики связанных помещений
К вопросу объективной оценки акустики связанных помещений
Х. А. Щиржецкий, В. М. Алешкин, А. О. Субботкин, В. Н. Сухов
В работе, на основании комплекса натурных измерений, показана практическая применимость предложенного метода расчета реверберации связанных помещений. Отмечена особая полезность метода при акустическом проектировании зальных помещений с трансформируемой перегородкой между ними. В качестве подтверждения приводятся результаты экспериментальной проверки предложенных оценок на основе проведенных авторами натурных акустических измерений в помещениях Дворца Искусств «Нефтяник» в г. Сургут.
Показать АннотациюЗвукоизоляция трёхслойных тонких бетонных конструкций с интегрированным каркасом
Звукоизоляция трёхслойных тонких бетонных конструкций с интегрированным каркасом
А. Я. Лившиц
В современных многоэтажных жилых домах межквартирные стены не обладают необходимой звукоизоляцией Rw=52 дБ. Причиной этого является применение в качестве материала для таких стен лёгких газосиликатных или гипсовых блоков. Применение материалов с большей плотностью или большей толщины ограничено несущей способностью междуэтажных перекрытий и экономией площади жилого пространства. Для решения этой проблемы разработаны трёхслойные конструкции внутренних не несущих стен, состоящие из наружных слоёв, сложенных из Ш (Е) или ТТ образных бетонных блоков, повернутых рёбрами жёсткости друг к другу. Их внутренний слой выполнен из звукопоглощающего материала – минеральной ваты, керамзитового песка. При общей толщине таких конструкций в 160…200 мм удалось получить звукоизоляцию в 52…53 дБ. В статье приведены результаты экспериментального исследования влияния на звукоизоляцию таких трёхслойных стен плотности бетона, материала внутреннего слоя, других факторов.
Показать АннотациюГромкость речи - параметр для оценки акустики учебных аудиторий
Громкость речи - параметр для оценки акустики учебных аудиторий
В. О. Жукова$^1$, Н. Г. Канев$^2$
В настоящей работе представлены результаты измерения акустических параметров учебных аудиторий МГТУ им. Баумана средней вместимости, предназначенных для проведения лекций и семинаров. Для характеристики акустики аудиторий выбраны следующие параметры: время реверберации, индекс передачи речи STI, а также уровень звука речи лектора, называемый в настоящей работе громкостью речи. Предложен параметр для характеристики пространственного распределения громкости речи. Параметр является нелокальным, поэтому в больших аудиториях оценка акустического качества по этому параметру оказывается дифференцированной. Предлагается простой метод измерения в натурных условиях громкости речи с удалением от источника. Проанализирована связь данного параметра с другими акустическими параметрами аудиторий, а также с размерами и внутренней отделкой аудиторий.
Показать АннотациюИзучение зависимости уровня шума турбулентного потока от параметров течения
Изучение зависимости уровня шума турбулентного потока от параметров течения
А. А. Дорофеева$^{1,2}$, Т. В. Жарников$^1$
Целью настоящей работы является изучение влияния осредненных характеристик турбулентного потока жидкости или газа в трубе на уровень создаваемого им шума. Роль шума играют гидродинамические флуктуации давления, возрастающие с увеличением числа Рейнольдса, а в качестве параметра потока рассматривается его средняя скорость. В результате теоретического анализа корреляционных функций полей скорости и давления получена зависимость мощности шума от средней скорости. Численное моделирование турбулентного течения было выполнено в стандартном пакете CFD методом крупных вихрей (LES). Рассматривались течения газа с плотностью 100 кг/м^3 в диапазоне чисел Рейнольдса от 3.2·10^4 до 1.3·10^5. Анализ временного распределения флуктуаций давления и скорости показал, что они могут быть описаны в рамках модели локальной изотропной турбулентности в центральной части течения. Зависимость мощности шума от средней скорости потока была найдена путем расчета временных моментов первого и второго порядков для флуктуирующих гидродинамических величин. Сравнение теоретической зависимости с результатами численного моделирования показало хорошее согласие.
Показать АннотациюЭкспертная система диагностики ожирения и функционального тонуса организма «БодиСоник»
Экспертная система диагностики ожирения и функционального тонуса организма «БодиСоник»
А. Г. Кириллов, А. М. Рейман
В работе представлены результаты разработки специализированного ультразвукового прибора для поиска и измерения глубины залегания сильно отражающих структур в мягких тканях (границ раздела жировых и мышечных слоев тела) и программного обеспечения, формирующего экспертную систему для оценки степени ожирения и функционального тонуса организма.
Показать АннотациюИсследования частотной и температурной зависимостей скорости и поглощения ультразвука в модифицированной сыворотке крови
Исследования частотной и температурной зависимостей скорости и поглощения ультразвука в модифицированной сыворотке крови
А. В. Клемина$^1$, И. Ю. Демин$^1$, В. А. Клемин$^2$, С. Н. Гурбатов$^1$
Результаты исследований сыворотки крови человека с помощью Акустического анализатора АКБа-01 БИОМ позволили разработать безреагентные методики определения белковых и липидных компонентов сыворотки крови. Дальнейшие перспективы в этой области связаны с использованием сред, полученным из сыворотки крови путем воздействия на сыворотку крови буферных растворов, которые позволяют удалить глобулины и оставить в модифицированной сыворотке крови альбумин в окружении низкомолекулярных компонентов данной сыворотки. Альбумин является важнейшим переносчиком множества компонентов организма человека в процессе его жизнедеятельности. В докладе приводятся результаты исследований модифицированной сыворотки крови, основным компонентом которой является альбумин. Обсуждаются перспективы использования полученных результатов для разработки методик лабораторной диагностики.
Показать АннотациюТрахеальные шумы форсированного выдоха человека: происхождение и диагностические приложения
Трахеальные шумы форсированного выдоха человека: происхождение и диагностические приложения
В. И. Коренбаум, И. А. Почекутова, В. В. Малаева, М. А. Сафронова, А. Е. Костив
Форсированный выдох человека сопровождается характерными дыхательными шумами, содержащими широкополосные и узкополосные составляющие. Освещены акустические представления о происхождении и характеристиках шумов форсированного выдоха, полученные в последнее десятилетие. Анализируются акустико-биомеханические взаимосвязи форсированного выдоха, преимущественные механизмы и зоны формирования шумов. Разработанные акустические модели и эмпирически установленные феномены позволили предложить набор акустических параметров, оказавшихся перспективным для функциональной диагностики вентиляционной функции легких как в общемедицинских целях, так и при контроле состояния лиц, находящихся в экстремальных условиях.
Показать АннотациюАкустический пинцет для захвата и перемещения микрочастиц на базе сфокусированного ультразвукового излучателя
Акустический пинцет для захвата и перемещения микрочастиц на базе сфокусированного ультразвукового излучателя
М. В. Лесик, С. И. Соловьев, В. Г. Андреев
Рассматривается задача захвата и перемещения микрочастиц с помощью одиночного сфокусированного излучателя на частоте 2 МГц. Рассчитано пространственное распределение радиационной силы, действующей на твердые микрочастицы двуокиси кремния в поле фокусирующего излучателя с фокусным расстоянием 70 мм и апертурой 64 мм. Показано, что существуют области на расстоянии 64 мм от поверхности излучателя, где частицы диаметром 150 мкм могут быть захвачены и удержаны при амплитуде колебательной скорости на поверхности излучателя, превышающей 6 см/с. Проведены измерения смещения частиц в горизонтальных плоскостях, расположенных на расстояниях 60-70 мм от излучателя. Показано, что под действием радиационной силы микрочастицы смещаются, в результате чего образуются области чистой поверхности, размеры и положение которых зависят от расстояния до излучателя и интенсивности ультразвука. Экспериментальные результаты соответствуют теоретическим расчетам. Предложенная схема простого акустического пинцета может быть востребована в биоинженерии для захвата и перемещения клеток и клеточных структур.
Показать Аннотацию