سكين بالموجات فوق الصوتية أحدث ما توصل إليه الإنسان من الأدوات التي يعتقد العلماء بأنها كانت سائدة في عصر ما.
فهناك العصر الحجري والذي استخدم فيه الناس أدوات الصيد والحرب المصنوعة من الحجر القاسي. وهناك أيضًا العصر البرونزي وعصر اكتشاف واستخدام الحديد والفولاذ والذي تطورت فيه الصناعات بشكل كبير عن سابقتها في العصور الماضية.
المعادن في الحروب والسلام
وفقًا لتصورات العلماء فإن الانسان القديم قد استخدم الحجارة الصلبة مثل الصوان لصناعة الرماح للصيد. كما استخدمت سكاكين من الحجر نفسه لذبح الحيوانات أو الدفاع عن النفس. مثلت تلك الأدوات أدوات بدائية قابلة للكسر، كما أن صنعها يستهلك الكثير من الوقت والجهد.
ومع تطور الصناعات والتعدين اكتشف الانسان النحاس والبرونز؛ حيث كان تشكيلها أسهل، ونتج عنها أسلحة أكثر جودة. حيث كانت أكثر فعالية غير أنها كانت قابلة للكسر؛ ما يمكن أن يكون مميتًا في الحروب.
تبع ذلك العصر الحديدي والذي اكتشف فيه الإنسان، طبقًا للعلماء، كيفية تعدين الحديد وصهره وكذلك إنتاج الفولاذ. حيث مكن ذلك من تطور الصناعات بصورة متسارعة جدًا وصولًا إلى الوقت الحالي من التطور. غير أن استخدام طرق فيزيائية جديدة لتحسين الأسلحة اليدوية يعد شيئًا من قبيل الخيال العلمي. حيث استخدم العلماء الموجات فوق الصوتية لجعل تلك الأسلحة أكثر حدة بصورة مذهلة.
الموجات فوق الصوتية
يتكون الصوت الذي نعرفه من اهتزازات لذرات الوسط الحامل، في الحالة العادية تنقل جزيئات الهواء اهتزازات المصادر الصوتية. تمتلك كل موجة صوتية ترددًا معينًا يعتمد على عدد مرات تحرك المصدر جيئة وذهابًا لإصدار الصوت. تخيل معي حبل مطاطي يهتز بين نقطتين ثابتين. سيصدر ذلك الحبل المطاطي صوتًا تختلف حدته كلما قلت المسافة بين نقطتين التثبيت. كذلك سيختلف الصوت الصادر عنه عند شده لمسافة أكبر. أي إن تردد الموجات الصوتية يعتمد على تردد المصدر المنتج للصوت. ويسمي الصوت ذو التردد المسموع والذي يقع عادة بين 20 و20 ألف ذبذبة في الثانية. وهو مدى التردد الذي تلتقطه الأذن البشرية.
يطلق العلماء اسم الموجات فوق الصوتية على الترددات التي تعلو الحد الأعلى للتردد المسموع أي أعلي من 20 ألف ذبذبة في الثانية. وفي كثير من الأحيان يطلق وحدة هرتز لقياس التردد وهي تكافئ ذبذبة على الثانية. أي أن أي جسم يهتز بأعلى من 20 ألف هرتز يطل موجات فوق صوتية.
طرق توليد الموجات فوق الصوتية
يمكن للعلماء توليد الموجات فوق الصوتية بطريقتين مباشرتين هما الضبطية المغناطيسية Magnetomotive Ultrasound والكهرباء الضغطية piezoelectric effect غير أن أشهرهم هي الكهرباء الضغطية.
توجد بعض الأحجار في الطبيعة، كأحجار الكوارتز مثلًا، تنتج شحنات كهربية إذا قمنا بضغطها. حيث يمكن هذا التأثير جليًا في القداحات التي تعمل بالضغط لإشعال الغاز. حيث يوجد مادة تطرقها مطرقة داخل الولاعة؛ ما يسبب الشرارة التي نراها لتشعل القداحة. يطلق على المواد التي تمتلك تلك الخاصية اسم Piezoelectric.
تمتلك تلك المواد خواص عكسية أي أنه عند توصيل شحنات على طرفيها فإنها تنضغط وإذا زالت الشحنة تعود الى حالتها الأولى. فإذا طبقنا تيارًا مترددًا على تلك المواد يمكننا أن نجعلها تهتز بنفس تردد التيار نفسه. وبهذه الطريقة اذا كان تردد التيار في المدي الصوتي يمكن تحويل تلك المواد الى سماعات تصدر صوتًا كما في ساعات اليد الرقمية القديمة. بينما لو كان التردد عاليًا وفى مدي الموجات فوق الصوتية تصدر موجات فوق صوتية من سطحها.
مغنطة مهتزة
من المعروف أنه اذا قمنا بمغنطة قضيب من الحديد المطاوع باستخدام ملف كهربي فإنه يتحول إلى مغناطيس ويزيد طوله. بينما عند فصل التيار عن ملف المغنطة فإن الملف يفقد مغناطيسيته ويقل طوله. فإذا تكررت العملية بسرعة عالية يمكن إنشاء موجات صوتيه أو فوق صوتية من سطح القضيب العمودي على الملف.
تستخدم تلك الموجات المولدة بإحدى الطريقتين في الكثير من التطبيقات كفحص الحمل بالموجات فوق الصوتية آمن ومهم لمتابعة تطور الجنين فيما يعرف بالسونار. وكذلك في كشف أعماق المحيط والرؤية تحت سطح الماء للغواصات وغيرها.
غير أن الطبي المذهل بحق هو سكين المطبخ الذي يقطع بالموجات فوق الصوتية.
سكين من الخيال العلمي
في خطة تعد من الخيال العلمي قامت شركة Seattle-ultrasonics بدمج مولد ذبذبات فوق صوتية إلى سكينة فولاذية لتحسن حدة السكين بـ 50 %.
يقوم مولد ذبذبات فوق صوتيه مدمج بيد السكين بهز النصل بتردد عال؛ ما يجعله يهتز جيئة وذهابا عند القطع؛ ما يساعد على قطع سريع وحاد ى نفس الوقت. غير أن تلك الاهتزازات لا تؤثر على يد المستخدم؛ حيث يشعر بأنها سكين عادية ولكنها بخصائص فوق العادة.
تساعد الاهتزازات ليس فقط على القطع السريع والجيد للطعام بل أيضًا تمنع التصاق الطعام اللزج كالزبد بحد السكين. ما يسهل كثيرًا عند العمل السريع في المطاعم وغيرها.
تأتي السكاكين بشكل أنيق بطول 20 سم بشاحن لشحن البطارية وادعاءات من المصنعين بأنها تجلب مستوي المحترفين إلى مطبخ الهواة.