CN112041724A - 用于选择性透射对象的设备和方法 - Google Patents

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CN112041724A CN201980025759.6A CN201980025759A CN112041724A CN 112041724 A CN112041724 A CN 112041724A CN 201980025759 A CN201980025759 A CN 201980025759A CN 112041724 A CN112041724 A CN 112041724A
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Abstract

公开了一种将关注对象从第一储存器选择性地透射到第二储存器的设备和方法。该设备包括电磁聚焦设备，该电磁聚焦设备被配置为与关注对象相互作用以引起关注对象特性的改变，以便增加通过喉部将关注对象扩散地耦接第一储存器和第二储存器的概率。

Description

用于选择性透射对象的设备和方法
技术领域
本发明涉及用于将关注对象从第一储存器选择性地透射到第二储存器的设备和方法。该设备包括电磁聚焦设备，该电磁聚焦设备被配置为与关注对象相互作用以引起关注对象的特性的改变，以便增加关注对象通过喉部扩散地耦接第一储存器和第二储存器的概率。
背景技术
将关注对象选择性地跨膜透射可以在诸如过滤和生成推力的应用中使用。
发明内容
根据本发明，一种用于选择性地透射关注对象的设备单元，其中该设备单元包括：块体材料；喉部，其设置在块体材料内并且从第一喉部开口延伸至与第一喉部开口相对的第二喉部开口；并且其中喉部具有在与设备单元相互作用之前小于关注对象的1000个平均自由路径长度的长度；以及第一聚焦设备，其中第一聚焦设备设置在块体材料内并且靠近喉部的至少一部分。
根据本发明，将关注对象从第一储存器选择性地透射到第二储存器的方法包括：提供由本公开提供的设备单元，其中第一喉部开口扩散地耦接至第一储存器，并且第二喉部开口扩散地耦接至第二储存器；以及通过激活第一聚焦设备生成力场，从而将关注对象从第一储存器选择性地透射到第二储存器。
附图说明
本文所述的附图仅用于说明目的。附图并非旨在限制本公开的范围。
图1示出了根据本发明的设备的横截面视图。
图2示出了根据本发明的设备的横截面视图。
具体实施方式
提供了一种用于基于对象的定义特性来过滤对象的设备和方法。本发明可用于例如空气净化。
本文使用的术语“介质”描述了能够容纳、携带、运输或转移关注对象的任何材料。介质可以是例如气体、液体、固体或真空。默认情况下，介质是指与指定设备相互作用的所有对象的集合。
本文使用的术语“对象”描述了介质的任何组成部分。对象可以被描述为粒子，诸如灰尘粒子、碳烟粒子、水滴、水分子。对象可以具有关注特性以及定义特性，该特性可以用于将一个对象与介质的其它对象区分开。本发明适用于可以被认为包括不同对象的任何介质。
可以将“默认边界条件”定义为简化方案，其中第一储存器和第二储存器处的介质特性在时间和空间上相同并且一致。
“基准场景”是所讨论的过滤设备用“基准设备”(定义为实心、不可渗透的平板并受制于默认边界条件)代替的场景。
可以将“基准概率”定义为在基准场景中完成相互作用后与基准设备进行相互作用的任何对象位于基准设备指定侧的概率。在该情况下，基准设备两侧的基准概率为50％。
除非特别说明或从上下文中显然的，否则术语“或”在本文中等同于“和/或”。
本公开提供的设备和系统被配置为与介质中的关注对象相互作用，使得关注对象在第一方向中的透射率的分量大于关注对象在第二方向中的透射率。介质可以是气体、液体或固体。关注对象可以是例如光子、声子、电子、原子、分子、粒子、气溶胶、电磁波或准粒子。
透射率是指与本公开提供的设备或系统相互作用后关注对象在指定方向范围中具有速度的概率，其中在与由本公开提供的设备或系统相互作用之前，关注对象具有在指定的方向范围之外的方向的速度。例如，对象的透射率可以指第一储存器中的关注对象穿过由本公开提供的设备或系统并进入第二储存器的概率。相对于设备表面的透射方向可以处于任何角度。通过在一个或多个双向界面处进入设备之前设备改变关注对象的特性，可以促进关注对象的透射率。可以通过诸如电场或磁场的电磁场来引起特性的改变。双向界面可以定义穿过块体材料的通道。关注特性可以是关注对象的矢量特性和/或可以是关注对象的数量密度。对于矢量特性，设备可以与关注对象相互作用以增加或降低关注对象将穿过双向界面的概率。该设备可以被配置为使得相互作用可以增加或减少在扩散地耦接至双向界面的储存器中的关注对象的数量密度。相互作用可以包括使关注对象朝向双向界面或远离双向界面的聚焦和/或散焦轨迹。关注对象通过双向界面所遵循的路径的平均长度可以在对象与设备相互作用之前的对象的平均自由路径长度的量级上。
图1是本发明的实施例的横截面视图。
在图1中，介质由各个粒子示意性表示，诸如粒子324的示意性表示。每个粒子在三维空间中遵循轨迹。还示出了此类轨迹在XY平面上的2D投影，诸如以轨迹220的形式。为了简单起见，可以将介质视为单原子理想气体。在其它实施例中，对象或粒子可以具有任何形状或空间范围，包括非球对称的形状，诸如二氮分子的形状。
存在第一储存器300和第二储存器301。所示的设备具有第一表面307和第二表面308。在所示的配置中，为了简化描述和图示，该设备固定在惯性XYZ框架中。
通道允许来自第一储存器300的粒子穿过并到达第二储存器301。通道在第一开口303和第一内表面309之间的部分被表示为第一通道。通道在第二开口306和第二内表面310之间的部分被表示为第二通道。第一通道、喉部304和第二通道统称为“通道系统”。当沿Y方向观看时均具有圆形横截面。在其它实施例中，通道可具有任何横截面，诸如正方形、矩形或多边形横截面。可以与特定通道系统相关联的实施例的设备的所有组件被称为“设备单元”。设备单元包括第一聚焦设备311、第二聚焦设备320、通道系统以及与该通道系统相关联的任何块体材料302。与第一开口303相关联的通道和喉部304之间的接口被表示为第一喉部开口。与第二开口306相关联的通道和喉部304之间的接口被表示为第二喉部开口。通道系统被块体材料302包围。喉部304的横截面面积小于第一开口303的横截面面积和第二开口306的横截面面积。
在关注对象可以被描述为诸如分子的粒子的情况下，块体材料302可以是任何固体材料，诸如金属、陶瓷或复合材料。材料302的所有可及表面被配置为完美地反射介质中所有关注对象。在其它实施例中，不必是这种情况。本领域技术人员将能够针对给定的应用选择合适的材料。
存在第一聚焦设备311，其包括内部设备316和外部设备312。在图1所示的实施例中，粒子是中性带电的，但是可以通过施加外部电场而被极化。所述场中的空间梯度可用于将静电力施加到极化粒子上。第一聚焦设备311被配置为生成第一电场，该第一电场使第一聚焦设备311附近的介质的任何粒子极化并对其施加力。可以定义径向方向，该径向方向与圆柱形内表面319的向外法线对准，并且定义轴向方向，该轴向方向平行于所述表面和Y轴。例如，第一电场可以如下布置。
在径向方向中的电场分量的幅值或“MCEFR”可以被配置为在内表面319附近以及在第一通道的体积的大部分中以及在喉部304的第一喉部开口附近沿径向方向减小。由于MCEFR的该径向变化，第一聚焦设备311在第一通道和喉部304内沿着Y轴的给定位置处的最大值的MCEFR可以位于内表面319上。
在给定半径处的MCEFR还配置为随着沿Y轴的位置从第一开口303开始减小而总体增加到最大值，例如其中最大值大约位于沿着第一聚焦设备311的长度的一半处，或者大约第一喉部开口所位于的位置。注意，所述总体增加是指增加的趋势。例如，随着沿Y轴的位置从第一开口303到第一喉部开口减小，在给定半径(诸如内表面319的块体材料的半径)处的MCEFR可能会关于总体的增加趋势而变化、振荡或波动。这些空间波动可能是由生成电场的方式引起的，这将在后面说明。在本实施例中，随着沿Y轴的位置进一步减小，在给定半径处的MCEFR被配置为与上述增加大致对称地减小。因此，在第一通道和喉部304内沿着Y轴的所有位置的最大MCEFR在沿着Y轴与第一喉部开口的位置大致对应的位置处位于内表面319上。
在该实施例中，与第一聚焦设备311相关联的电场的圆周分量的幅值为零。与第一聚焦设备311相关联的电场的轴向分量的幅值随着沿着Y轴的位置以及随着半径而变化。第一聚焦设备311沿Y方向的长度以及与第一聚焦设备311相关联的电场的空间或时间形式取决于应用，并且可以使用本领域已知的方法来优化。
径向减小的MCEFR的作用是在第一聚焦设备附近将极化粒子吸引到内表面319。
可以以多种方式生成此类场。在该实施例中，该场由块体材料302内的带电材料的布置生成。内部设备316包括带正电的设备。在该实施例中，所述设备包括若干电绝缘的电荷收集器，诸如电荷收集器317和电荷收集器318，其中与相邻收集器相比，每个收集器可以包含不同的电荷。这样，可以生成所需的电场强度的空间分布。内部设备316的每个电荷收集器在所示配置中为圆柱形。在该实施例中，该场在时间上是恒定的。可以通过适当选择电绝缘块体材料来促进电绝缘。在其它实施例中，电荷收集器可以由单独的材料绝缘。外部设备312包括带负电的设备，其中总负电荷平衡内部设备316的总正电荷。在其它实施例中，可能存在与第一聚焦设备311相关联的净电荷。
如前所述，所述设备包括若干电绝缘的电荷收集器，诸如电荷收集器314和电荷收集器313，其中与相邻收集器相比，每个收集器可以包含不同的电荷。在该简化示例中，外部设备312的每个电荷收集器呈环形，其包围第一通道和喉部304。作为第一聚焦设备311的这些电荷收集器的结果，存在从圆柱形内部设备316发出并指向第一外表面315的电场线，该第一外表面也是圆柱形的，尽管其半径大于圆柱形内表面319的半径。这导致了所产生电场的径向特征，在该特定实施例中，这进而又导致了上述MCEFR沿径向方向减少的一部分。
第二聚焦设备320被配置为生成第二电场，该第二电场将第二聚焦设备320附近的介质的任何粒子极化并对其施加力。如前所述，可以定义径向方向，该径向方向与圆柱形第二外表面323的向外法线对准；以及轴向方向，该轴向方向平行于所述表面和Y轴。例如，第二电场可以如下布置。
对于第二聚焦设备320附近(诸如在第二外表面323和第二通道的其它部分附近)或在第二喉部开口附近的喉部304中的通道系统的至少一些部分或区段，例如MCEFR可被配置为在径向向外的方向中增加，其中径向向外的方向与圆柱形第二通道的圆形横截面相关联。在该实施例中，对于沿着Y轴的给定位置，MCEFR被配置为在第二通道的所有部分以及喉部304在第二聚焦设备320附近的部分的径向向外方向中增加。对于沿Y轴的给定位置，MCEFR在第二通道中的第二外表面323和喉部304的上述部分的外表面上达到最大值，并且在通道系统的所述部分内在径向方向中持续增加。
在给定半径处的MCEFR还配置为随着从第二开口306开始沿Y轴的位置的增加而总体增加到最大值，例如其中最大值大约位于沿着第二聚焦设备320的长度的一半处，或者大约第二喉部开口所位于的位置。如前所述，所述总体增加是指增加的趋势。例如随着沿Y轴的位置从第二开口306增大到第二喉部开口，在给定半径(诸如描述第二外表面323的位置的半径)处的MCEFR可以关于总体的增加趋势而变化、振荡或波动。这些空间波动可能是由生成电场的方式引起的，这将在后面说明。在本实施例中，随着沿Y轴的位置进一步增加，在给定半径处的MCEFR被配置为与上述增加大致对称地减少。因此，第二通道和喉部304内沿着Y轴的所有位置的最大MCEFR在沿着Y轴与第二喉部开口的位置大致对应的位置处位于第二外表面323上。
在该实施例中，与第二聚焦设备320相关联的电场的圆周分量的幅值为零。与第二聚焦设备320相关联的电场的轴向分量的幅值随着沿着Y轴的位置以及随着半径而变化。第二聚焦设备320沿Y方向的长度以及与第二聚焦设备320相关联的电场的空间或时间形式取决于应用，并且可以使用本领域已知的方法来优化。
径向增加的MCEFR的作用是将极化粒子吸引到第二外表面323和第二聚焦设备320附近的喉部304的外表面。
可以以多种方式生成此类场。在该实施例中，该场由块体材料302内的带正电和带负电的材料的布置生成。在该实施例中，所述设备包括若干电绝缘的电荷收集器，诸如电荷收集器321和电荷收集器322，其中与相邻收集器相比，每个收集器可以包含不同量的电荷。这样，可以生成所需的电场强度的空间分布。在该简化示例中，第二聚焦设备320的每个电荷收集器呈环形，其包围第二通道和喉部304。在该实施例中，场在时间上是恒定的。可以以与在第一聚焦设备311的上下文中描述的类似方式来促进电绝缘。第二聚焦设备320的净电荷为零。在其它实施例中，可能存在与第二聚焦设备320相关联的净电荷。在第二聚焦设备320的电荷收集器附近，存在从第二外表面323的局部区域发出的电场线的集中。在该特定实施例中，电场线的该不均匀集中导致前述的MCEFR沿径向向外方向的增加。
在其它实施例中，第二聚焦设备320的电荷收集器可以不形成前述的环，但是也可以在圆周方向中离散。因此，电场线可以在圆周以及轴向方向中集中，从而导致通道系统的区域或区段在径向向外方向中朝向第二外表面323和朝向第二聚焦设备320附近的喉部304的外表面具有更强的增加的MCEFR。在一些实施例中，电场线的此类集中可以由第二聚焦设备320的各个原子或分子生成。与图1中所示的偶极子-电荷相互作用相对的是，介质的粒子与第二聚焦设备320之间的相互作用可以被描述为偶极子-偶极子相互作用或范德华(vander Waals)相互作用。在其它实施例中，图1中的前述相邻环不必具有相反的电荷，但可以具有相似的电荷。这也适用于与聚焦设备相关联的任何离散的电荷收集器。
电荷收集器可以由导电材料(诸如铜)组成，该导电材料可以电连接到电势源(诸如电池端子)。在其它实施例中，电荷收集器通过将离子嵌入电绝缘或半导电主体材料(诸如块体材料302)中来生成。此类方法在本领域中是众所周知的。
在其它实施例中，可以随时间推移调节电场的强度，以便控制设备与介质的相互作用。可以使用本领域已知的方法确定时间和空间上的适当电场分布。
在其它实施例中，对象可以具有永久偶极子，诸如水分子的情况。对象还可以携带永久电荷，诸如离子或电子。在该情况下，第一和第二聚焦设备可以使用电场而不是电场的梯度来使对象偏转。在该情况下，聚焦设备和对象之间的相互作用可以被描述为电荷-电荷相互作用。可替代地，可以使用磁场来聚焦此类对象的轨迹。此类方法在本领域中是众所周知的，诸如在电子显微镜的上下文中。
一般而言，可以将第一和第二聚焦设备的目的描述为力场的生成。力场是矢量场，它定义了关注对象在指定时间在指定位置处经受的幅值和方向。“关注对象”是本发明的设备旨在以前述方式与之相互作用的对象。例如，在诸如金属的导体内，自由或导电电子可以是关注对象，而晶格原子或结合的电子和核是设备周围介质的其它对象。注意，力场可以在时间和空间上变化，并且也可以是指定对象在空间和时间上指定点的特性的函数。例如，在其中力场的力由带电粒子与磁场的相互作用产生的情况下，在指定位置和时间的力也是所述粒子速度的函数。根据本发明的一些实施例，聚焦设备的力场被配置为例如通过偏转修改位置，或通过力场生成设备的吸引或排斥作用，在默认边界条件的情况下，以介质在时间或空间上的均匀性受到超出所述介质的任何期望的微观波动的程度的干扰的方式，来修改对象的形状。注意，前述力场可以以力矩或扭矩围绕对象的质心起作用的方式与对象相互作用或在对象上施加力。因此，术语“力场”也包括可以被认为是扭矩或力矩场的任何场。在一些实施例中，力场也可以根据势场来描述或表达。排斥的示例是相似电荷之间的静电排斥与镜子的光子反射或表面的粒子反射。吸引的示例是重力、范德华力、不同电荷之间的静电引力或电场梯度生成设备与电极化粒子之间的相互作用。这些干扰不需要涉及对象的平均能量的变化。在一些实施例或一些应用中，对象的平均能量可以在整个相互作用中改变，其中该改变仍然提供了对现有技术的改进，如通过目标函数所测量的。
这些人为干扰可被配置为在第一和第二储存器之间的指定界面处增加或减少指定定义特性的对象的关注特性，其中该界面可以是第二喉部开口，其中该定义特性可以是在与本发明的设备相互作用之前第一或第二储存器中的关注对象的位置，其中关注特性可以是每单位体积关注对象的数量，并且其中对于基准场景，相对于介质的相应特性来测量增加或减少。例如，第一聚焦设备可以被配置为人为地增加源自第二喉部开口处的第一储存器的对象的密度，其中密度增加是指平均而言比基准场景的第一储存器中介质对象的密度更大的密度。在一些实施例中，附加的第二聚焦设备可以被配置为人为地降低源自第二喉部开口处的第二储存器的对象的密度，其中密度降低是指平均而言比基准场景的第二储存器中介质对象的密度更低的密度。结果，可能存在关注特性从第一储存器300到第二储存器301的净扩散(net diffusion)。
在其它实施例中，第一和第二聚焦设备以不同的方式生成上述力场。例如，力可以源自聚焦设备的对象与介质的对象之间的范德华相互作用。例如，内表面319或第二外表面323可以由与介质对象具有非零力相互作用、范德华力或其它方式的材料构成。第一表面307也可以由相同的材料构成，以便增强聚焦效果。为此，第一表面307可另外被配置为将介质的对象引导至第一开口303。与第一通道相关联的第一表面307的向外法线例如可具有径向向内的分量。前述的非零力相互作用可以使介质的对象偏转或吸附，之后这些对象可以沿着表面扩散。在内表面319的情况下，这些对象在被所述力相互作用吸附或偏转之后可以扩散通过第一喉部开口，从而实现预期的聚焦效果。一旦位于喉部内，这些对象就可以放出或逸出内表面319和第一聚焦设备311的力场。喉部的几何形状可以另外以这样的方式配置，即，平均而言，这些对象的充足区段随后扩散到第二喉部开口，在此处是否充足可通过设备的目的或预期目的来确定。例如，在整个喉部304中或者在喉部304中的适当位置处，喉部的内表面的法线可具有在负Y方向中的分量。在一些实施例中，第一外表面315可以具有可忽略的或相对更小的此类范德华相互作用，以便增强第一聚焦设备的聚焦效果。喉部的内表面以及任何反射表面(诸如第二内表面310和第二表面308)也可以具有可忽略的或更小的此类相互作用，以便促进介质对象的扩散或反射。用于不同表面的合适的材料选择以及此类表面的合适的几何形状和布置取决于应用，并且可以由本领域技术人员找到。
在图1的简化实施例的上下文中，可以定义粒子与所描绘的设备之间的相互作用，以在粒子穿过、相交或接触包含第一表面307或第二表面308的平面时开始，其中该平面与XZ平面平行，并且其中在相互作用之前的传播方向处于与块体材料的关联表面的向外法线相反的方向，对于第一表面307，其指向正Y方向，并且对于第二表面308，其指向负Y方向。这些平面分别被表示为第一平面和第二平面。可以将相互作用定义为当粒子不再与上述平面相交或接触时结束。在该情况下，所述“接触”可以被定义为在介质的对象与设备的对象(诸如块体材料302的对象)之间存在不可忽略的力。
可以将“关注输入特性”和“关注输出特性”分别定义为紧接在以不可忽略的方式与本发明的一个实施例进行相互作用之前和之后的指定对象类别的关注特性。关注特性可以是在第一储存器300或第二储存器301中对象的位置。可以根据输入关注特性和输出关注特性之间的差异来描述关注对象与本发明的设备的相互作用。例如，相互作用可以被描述为从一个储存器到另一个储存器的透射，或者是在相互作用开始之前反射回到对象所在的储存器中。根据定义，相互作用的类型是对象的“定义特性”的函数。关注对象的定义特性的集合可以包括将关注对象与周围介质的其它对象区别开的特性。在图1所示的实施例中，对象的定义特性的集合还包括关注输入特性，即，紧接在以不可忽略的方式与本发明的实施例相互作用之前，对象正好在第一储存器300或第二储存器301中的位置。在整个相互作用中，根据本发明配置和操作的设备将基于对象的定义特性的值来区分对象或过滤对象。换句话说，具有至少一个指定定义特性的指定对象类别与本发明的实施例之间的相互作用类型的期望值不等于相同指定类别但指定的定义特性不同的对象的相互作用类型的期望值。期望值是针对包含在至少一个指定的对象类别内的所有对象计算的统计期望，该对象在足够长的持续时间段内与本发明的实施例相互作用以提供足够准确的结果。默认情况下，对象类别包括与指定设备相互作用的所有对象。
在这一代实施例的上下文中，本发明的实施例被配置为在对象到达与第二储存器301的接口(诸如第二喉部开口)之前，将源自第一储存器300的对象聚焦。第一聚焦设备311促进了对象的聚焦或收集。以该方式，将到达第二喉部开口的对象起源于第一储存器300的概率增加到超过50％的基准概率。图1中所示的实施例还被配置为在对象到达与第一储存器300的接口(诸如第二喉部开口)之前聚焦并反射源自第二储存器301的对象。通过第二聚焦设备320促进对象的聚焦，而通过第二内表面310完成反射。从第二喉部开口的角度来看，可以将第二聚焦设备320视为使源自第二储存器301的对象散焦。以该方式，将到达第二喉部开口的对象起源于第二储存器301的概率降低到低于50％的基准概率。
结果，可能存在关注特性从第一储存器300到第二储存器301的净扩散。在其它实施例中，可以使用其它此类聚焦机构。对于任何给定的应用，本领域中已知各种各样的此类方法。一旦默认边界条件被移除，并且假定第一和第二储存器的尺寸是有限的，并且彼此之间以及与其它任何储存器隔离，则随时间推移，第一储存器中关注对象的集中度会降低，同时第二储存器中对象的集中度可以相应地增加。因此，本发明的实施例也可以考虑用于泵送应用。串联连接若干级图1所示的设备，即允许第一设备的第二储存器与第二设备的第一储存器重合，可以在第一储存器300中实现所需的关注对象的稳态集中。
在该特定实施例中，上述聚焦是通过在径向方向中增加和减小MCEFR来实现的。例如，对于第一聚焦设备311，MCEFR减小径向方向，导致在圆柱形内表面319附近的介质的粒子极化，并且这些极化的粒子被吸引到所述表面。考虑粒子324的轨迹328，该轨迹在负Y方向中具有非零速度分量，并且在与所描绘的设备相互作用之前位于第一储存器300中。随着粒子进入第一聚焦设备311的电场，它被极化，并且由于MCEFR的径向梯度而被吸引到内表面319。由于在该简化示例中块体材料302是完全反射的，所以粒子将从所述表面被反射。吸引和反射可能会以反弹的形式重复若干次。例如，由于粒子增加的极化幅值和MCEFR增加的径向梯度，第一通道中负Y方向中给定半径的增加MCEFR导致粒子经受更大的径向向内的力。因此，随后反弹的幅度随着粒子沿Y轴的位置减小而减小。在轨迹328的情况下，在第一喉部开口的位置处的反弹的峰值幅度小到足以使粒子324扩散到喉部304中。一旦进入喉部304，粒子可以继续在负Y方向中扩散，从而导致偏离第一聚焦设备311的力场，并通过第二喉部开口和第二通道进入第二储存器301中。在该过程中，粒子324仅受到第二聚焦设备320暂时影响。粒子325的轨迹329示出相似的相互作用。粒子326在正Y方向中具有非零速度分量，并且在与所描绘的设备相互作用之前位于第二储存器301中。如轨迹330所指示的，随着粒子326进入第二聚焦设备320的电场，它被极化，并且由于MCEFR的径向梯度，其被吸引到第二外表面323，随后从该第二外表面323被反射。由于在第二通道中在正Y方向中的给定半径的MCEFR的增加，归因于粒子326经受的较大的径向向外的力，因此随后反弹的幅度减小。反弹幅度在第二喉部开口的位置处足够小，使得粒子326被第二内表面310反射而不扩散到喉部304中。随后粒子326扩散回到第二储存器301中。粒子327的轨迹331示出类似的相互作用。注意，仅出于图示清楚，粒子324、325、326和327的初始速度的XY平面投影平行于Y轴。扩散进出第一开口303或第二开口306的其它粒子的速度可以采取在相应储存器301的介质中发现的并且与所述扩散的方向一致的任何方向和幅值。注意，一旦相互作用完成，起源于第一储存器300的一些粒子将返回到第一储存器300。类似地，一旦相互作用完成，将在第一储存器300处发现源自第二储存器301的一些粒子。然而，平均而言，该设备以这样的方式配置：在针对默认边界条件的整个相互作用中，存在粒子从第一储存器300到第二储存器301的净扩散。
可以将第一捕获表面定义为描述第一开口303的表面，并且将第二捕获表面定义为描述第二开口306的表面，其中第一和第二捕获表面平行于XZ平面。在该实施例中，关联的第一捕获面积小于第二捕获面积。可以将“第一足迹表面”定义为形成与第一储存器300的接口并与设备单元关联的总表面，即，与设备单元相关联的第一捕获表面和第一表面307的任何部分的总和。设备单元的足迹表面的边界由相邻设备单元的其它足迹表面的边界提供，其中，至少假设地，设备单元周期性地布置在XZ平面中。例如，第一足迹表面的边界可以具有六边形形状。类似地，可以将“第二足迹表面”定义为第一足迹表面在第二表面308上的投影。可以定义控制体积，该控制体积由第一足迹表面、第二足迹表面以及与连接控制体积的第一和第二表面的相应点的Y轴平行的表面所界定。对于默认边界条件，在与第一或第二足迹表面相互作用之前，介质对象位于第一储存器300中的概率为50％，其它50％应用于第二储存器301。由于第一捕获面积小于第二捕获面积，因此粒子从第一储存器300进入通道系统的概率小于粒子从第二储存器301进入通道系统的概率。经由第一开口303进入通道系统并且经由第二开口30b离开的粒子分数被表示为“第一透射率”。经由第二开口306进入通道系统并经由第一开口303离开的粒子分数被表示为“第二透射率”。对于默认边界条件，当净扩散率大于1时，将存在从第一储存器300到第二储存器301的对象的净流率，其中净扩散率是通过将第一和第二透射率之比乘以第一和第二捕获面积之比计算出的。在所示的实施例中，第一聚焦设备311和第二聚焦设备320被配置为确保第一透射率与第二透射率之比大于1并且大到足以补偿第一捕获面积与第二捕获面积之比(其小于1)，使得净扩散率大于1。通道系统的几何形状、聚焦设备的配置以及第一捕获面积与第二捕获面积之比是本领域技术人员可以优化以便最大化受约束目标的参数的示例。目标可以是关注特性从第一储存器300到第二储存器301的净流率。
所描绘的设备的有效性可以是该设备的几何形状和规模或尺寸的函数。所描绘的设备的高度被定义为设备沿着Y轴的尺寸，即第一表面307和第二表面308之间的最短距离。可能希望避免在关注对象之间过度散射，在关注对象与介质的其它对象之间散射，以及通过通道系统内的壁的任何漫反射。尽管在设备的配置中可以考虑并至少部分地补偿了此类散射行为，但是例如通过降低第一透射率或增加第二透射率，可劣化设备的预期性能。在不存在散射的情况下，例如，更有可能维持从第一储存器300进入通道系统的粒子的最初必定为负的Y速度分量，这将增强任何所需的聚焦效果和第一透射率。其它类型的散射也可以应用于本发明的其它实施例。
存在用于减少此类散射的若干方法。例如，该设备可以被配置为减少设备的任何反射表面对对象的预期反射次数，以便减少与漫反射相关联的透射率的任何降低。该设备还可以被配置为具有较小的尺寸，以便最小化关注对象与介质的其它对象之间的散射的概率。在一些实施例中，还可以从通道系统中人为地排除、过滤或移除介质的此类其它对象，同时允许关注对象的充足部分按预期与通道系统相互作用。为了尽管在关注对象之间散射但保持高的第一透射率，例如，对于默认边界条件，可期望设备的高度小于比介质中关注对象的平均自由路径大若干个数量级的长度。在一些实施例中，设备的高度甚至优选为平均自由路径的分数，其中分数意味着小于一。通道的特征宽度，诸如喉部304的直径，也受制于类似的考虑。例如，宽度还可以在介质中关注对象的平均自由路径的幅值的若干数量级内。取决于介质的应用和特性，宽度也可以是平均自由路径的分数。注意，在一些情况下，可能和希望以关注对象具有合适的平均自由路径长度的方式配置介质。在其它因素中，适合性可以由指定的制造方法的公差与本发明的设备的要求的尺寸和形状分辨率之间的关系来确定。合适的材料、几何形状和制造方法可以由本领域技术人员找到。注意，即使对于一些应用可具有可忽略的影响，此类尺寸考虑也适用于本发明的所有实施例。
由本公开提供的用于选择性地透射关注对象的设备单元可以包括：块体材料；喉部，其设置在块体材料内并且从第一喉部开口延伸至与第一喉部开口相对的第二喉部开口；并且其中喉部具有在与设备单元相互作用之前小于关注对象的1000个平均自由路径长度的长度；以及第一聚焦设备，其中第一聚焦设备设置在块体材料内并且靠近喉部的至少一部分。
喉部可具有如下长度，例如该长度小于关注对象在与设备单元相互作用之前的1000个平均自由路径长度，小于500个平均自由路径长度，小于250个平均自由路径长度，小于100个平均自由路径长度，小于10个平均自由路径长度或小于1个平均自由路径长度。喉部可具有的长度例如为在与设备单元相互作用之前关注对象的0.1个平均自由路径长度至1000个平均自由路径长度，从1个平均自由路径长度至500平均自由路径长度，或者从10个平均自由路径长度至250个平均自由路径长度。
喉部可具有如下宽度，例如该宽度小于关注对象与设备单元相互作用之前的1000个平均自由路径长度，小于500个平均自由路径长度，小于250个平均自由路径长度，小于100个平均自由路径长度，小于10个平均自由路径长度或小于1个平均自由路径长度。喉部可具有的宽度为例如在与设备单元相互作用之前关注对象的0.1个平均自由路径长度至1000个平均自由路径长度，从1个平均自由路径长度至500个平均自由路径长度，或者从10个平均自由路径长度至250个平均自由路径长度。
块体材料可以包括第一表面和与第一表面相对的第二表面，并且喉部可以从第一块体材料表面延伸至第二块体材料表面。喉部在其整个长度上可以具有恒定的尺寸，或者在其整个长度上可以具有带有不同尺寸的区段。例如，喉部可包括在第一块体材料表面处的第一通道和/或朝向第二块体材料表面的第二通道，以及耦接第一和第二通道的狭窄区段。喉部可包括：第一通道，其设置在块体材料内并从第一开口延伸至与第一开口相对的第一喉部开口；和/或第二通道，其设置在块体材料内，并且从第二喉部开口延伸至第二开口。
喉部的多个区段可以沿着公共的线性或非线性轴线共同对准。多个区段可以相对于公共轴线不对称地定位。
喉部可以具有任何合适的形状，该形状可以在整个喉部的长度上变化。例如，喉部或喉部的区段可以具有圆形、椭圆形、矩形、正方形、多边形或其它合适的横截面形状。
聚焦设备可设置在靠近喉部的块体材料内。聚焦设备可设置为靠近第一喉部开口，靠近第二喉部开口和/或朝向喉部的中间。设备单元可以包括一个或多个聚焦设备。
聚焦设备可以被配置为生成电磁场。电磁场可以与设备单元外部的关注对象相互作用，以增加关注对象将从设备单元的一侧穿过喉部到另一侧的概率。例如，设备单元可以将第一储存器与第二储存器分开，第一储存器和第二储存器通过喉部扩散地耦接。由一个或多个聚焦设备生成的电磁场可以与第一储存器和/或第二储存器内的关注对象相互作用。
聚焦设备可以包括一个或多个电荷收集器和/或一个或多个磁偶极子，其设置在块体材料内并且靠近喉部，诸如例如靠近第一喉部开口和/或第二喉部开口。
聚焦设备可以被配置为生成电磁场幅值梯度。例如，电磁场幅值梯度可以朝向喉部开口增大或者可以朝向喉部开口减小。电磁场幅值梯度可以朝向聚焦设备的中心增大或朝向聚焦设备的中心减小。其它电磁场幅值梯度也是可能的。
聚焦设备可以是围绕喉部的至少一部分的环形圈的形状。聚焦设备可包括环形圈的节段。聚焦设备可以包括例如矩形板或柱体的区段。
聚焦设备可以包括内部聚焦设备和/或外部聚焦设备。内部聚焦设备是指设置在喉部的至少一部分内的元件，并且包括诸如被配置为生成电磁场的一个或多个电荷收集器或偶极子收集器的元件。电磁场可以是例如电场或磁场。外部聚焦设备可以设置在块体材料内，并与内部聚焦设备的至少一部分对准。外部聚焦设备可以包括一个或多个电荷收集器或偶极子收集器。
一个或多个电荷和偶极子收集器中的每一个都可以与块体材料绝缘。
电荷收集器可以是导电材料，并且可以电互连到电势。电荷收集器可以包括在电绝缘或半导体材料中的嵌入的电子和/或离子。
偶极子收集器可以包括磁性材料。
聚焦设备可以靠近第一喉部开口和/或第二喉部开口设置，并且可以被配置为将关注对象拉向靠近第一喉部开口的块体材料。
聚焦设备可以靠近第一喉部开口和/或第二喉部开口设置，并且可以被配置为排斥关注对象远离靠近第一喉部开口的块体材料。
块体材料可以包括金属、金属合金、陶瓷、复合材料、热塑性塑料、热固性材料、半导体材料、电绝缘材料、半导体材料、电绝缘材料、玻璃或前述任何一种的组合。形成喉部的块体材料的内表面可被配置为反射关注对象的至少一部分。
关注对象可以包括，例如，带电荷的关注对象可以包括电子、离子或带电的灰尘粒子或气溶胶，或永久或感应的电偶极子，原子或分子或永久或感应的磁偶极子，或前述任何一种的组合。
关注对象可被极化，可以包括永久电荷，或者可以是中性的。
设备单元被配置为改变靠近第一喉部开口和/或第二喉部开口的关注对象的特性。可以通过关注对象与一个或多个聚焦设备的相互作用来引起特性的改变。
特性可以是例如在第一喉部开口和/或第二喉部开口处关注对象的数量密度。
特性是在第一喉部开口和/或第二喉部开口处关注对象的矢量特性。矢量特性可以与关注对象相关联，诸如光子、电子、具有永久或感应的电偶极子的对象、具有永久或感应的磁偶极子的对象、具有极化轴线的对象或上述任何一种的组合。改变矢量特性可以包括例如改变关注对象相对于第一喉部开口和/或第二喉部开口的几何形状的取向。
由于与通过一个或多个聚焦设备生成的电磁场相互作用，关注对象包括在从第一方向进入喉部之前的第一特性；并且关注对象包括在从第二方向进入喉部之前的第二特性，其中第一特性不同于第二特性。
设备单元可以设置成使得第一喉部开口相对于关注对象扩散地耦接至第一储存器；并且第二喉部相对于关注对象扩散地耦接至第二储存器。第一储存器和第二储存器中的每一个可独立地包括电磁场。例如，第一储存器可包括在第一储存器内并且靠近第一喉部开口的第一储存器聚焦/散焦设备；和/或第二储存器可以包括在第二储存器内并且靠近第二喉部开口的第二储存器聚焦/散焦设备。第一储存器和第二储存器聚焦/散焦设备中的每一个可以独立地配置为将关注对象的轨迹从反射轨迹聚焦到透射轨迹。第一储存器和第二储存器聚焦/散焦设备中的每一个可以独立地配置为在与设备单元相互作用之前改变第一储存器和/或第二储存器中的关注对象的轨迹。改变轨迹可以包括将轨迹从反射轨迹改变为透射轨迹或者将轨迹从透射轨迹改变为反射轨迹。
本公开提供的系统可以包括本公开提供的两个或更多个设备单元，诸如大于10个设备单元，大于100个，大于1000个，大于10000个，大于100000个，大于100000个，大于10000000个，或大于100000000个设备单位。设备单元可以形成设备提交的平面阵列。系统可以包括在同一平面内彼此相邻设置的设备单元的平面阵列和/或可以在垂直于另一平面阵列的方向中设置。设备单元和包括设备单元的平面阵列可以串联耦接。例如，第一设备单元的第二喉部开口扩散地耦接至第二设备单元的第一喉部开口。
将关注对象从第一储存器选择性地透射到本公开提供的第二储存器的方法可包括提供本公开提供的设备单元，其中第一喉部开口扩散地耦接至第一储存器并且第二喉部开口扩散地耦接至第二储存器；并且通过激活第一聚焦设备生成力场，从而将关注对象从第一储存器选择性地透射到第二储存器。
提供了一种用于基于对象的定义特性来过滤对象的设备和方法。例如，本发明可以用于空气净化。
在图2中，介质由各个粒子示意性表示，诸如粒子967的示意性表示。每个粒子遵循三维空间中的轨迹。还示出了此类轨迹在XY平面上的2D投影，诸如以轨迹968的形式。为简单起见，可以将介质视为包括双原子分子(诸如粒子967)的理想气体。在其它实施例中，对象或粒子可以具有任何形状或空间范围，包括标称球形对称的形状，诸如氢原子的形状。
存在第一储存器950和第二储存器951。所示的设备具有第一表面952和第二表面953。
通道允许粒子从第一储存器950穿过到达第二储存器951。通道在第一开口(诸如第一开口954)和第一内表面(诸如第一内表面975)之间的部分被表示为第一通道。通道在第二开口(诸如第二开口955)和第二内表面(诸如第二内表面976)之间的部分被称为第二通道。第一通道、喉部956和第二通道统称为“通道系统”，诸如通道系统957、通道系统958或通道系统959。第一通道和喉部956的横截面为圆形，而第二通道的横截面为方形，其中至少一个面的法线与X轴对准，并且至少一个面与第二内表面(诸如第二内表面)976重合。在其它实施例中，第二通道也可以具有圆形横截面。任何通道均可以具有任意横截面，诸如方形、矩形或多边形横截面。可以与特定通道系统相关联的实施例的设备的所有组件被称为“设备单元”。设备单元包括第一对准设备960、第二对准设备963、通道系统以及与通道系统相关联的任何块体材料966。第一通道和喉部956之间的接口被表示为第一喉部开口。第二通道和喉部956之间的接口被表示为第二喉部开口。通道系统被块体材料966包围。喉部956的横截面面积小于第一开口954的横截面面积和第二开口955的横截面面积。在该实施例中，喉部956的横截面面积大于粒子的最小横截面面积，但小于粒子在与所示设备的相互作用期间可提供的最大横截面面积。
在关注对象可以被描述为诸如分子的粒子的情况下，块体材料966可以是任意固体材料，诸如金属、陶瓷或复合材料。材料966的所有可及表面都配置为完全反射介质中所有关注对象。在其它实施例中，不必是这种情况。本领域技术人员将能够针对给定的应用选择合适的材料。
存在第一对准设备960，其包括第一电荷收集器962和第二电荷收集器961。
在图2所示的实施例中，诸如粒子967的粒子是中性带电的，但是可以通过施加外部电场而被极化。在图2中，还存在与极化率张量相关联的唯一的第一主极化轴线或“FPPA”。FPPA被定义为与对应于极化率张量的最大特征值的特征矢量平行。在该情况下，当所施加的均匀电场不平行于粒子的瞬时FPPA时，粒子的极化轴线将不与所施加的电场对准。这导致力矩或扭矩，其作用是将粒子的FPPA与电场对准。例如，当固定偶极子不与均匀电场对准时，由于偶极子经受的力矩，偶极子的取向将围绕电场的取向振荡。由于该振荡，粒子将以电磁辐射的形式辐射能量，该能量起到抑制振荡幅值的作用。一旦经过了足够量的时间，便消耗了足够量的能量，则达到了新的平衡取向，在该取向中偶极子与电场对准。在图2中，FPPA平行于双原子分子的长轴，即由包含两个原子的核中心的线形成的轴线。
第一对准设备960被配置为生成第一电场，该第一电场可以极化在第一对准设备960附近的介质的任何粒子并且在某些条件下还可以对第一对准设备960附近的介质的任何粒子施加力和力矩。可以定义径向方向，该径向方向与第一通道的柱形内表面的向外法线对准；以及轴向方向，该轴向方向平行于所述表面和Y轴。例如，第一电场可以如下布置。
第一通道和第一喉部开口的一部分内的电场基本上与轴向方向即Y轴或喉部956的长度对准。电场的影响是粒子的FPPA沿轴向方向的对准的增加概率。这对应于分子的长轴与第一通道和第一喉部开口中的Y轴的对准，与参考场景相比，当沿Y轴观看时，这将减少介质粒子的横截面面积，其中第一对准设备960是不活动的并且不产生上述第一场，并且其中在第一喉部开口处的粒子的取向是随机的。在一些配置中，在第一通道中并入射在第一喉部开口上的粒子的该圆形横截面面积小于喉部956的圆形横截面面积。与参考场景相比，这种对准可以增加来自第一储存器950的粒子进入喉部956的概率。在其它实施例中，FPPA可以不与粒子的长轴对准，或者不与进入或在喉部956内的粒子的所需取向轴线对准。在该情况下，在第一通道中以及在第一喉部开口附近的电场的取向可以以如下方式配置：其中FPPA可能处于与被取向或配置为能够进入喉部956的粒子相对应的取向或配置。
轴向方向中的电场分量的幅值或与第一对准设备960相关联的“MCEFA”随轴向和径向方向而变化。在所示的配置中，MCEFA随着沿Y轴的位置从第一开口954的位置减小到第一喉部开口的近似位置而增加。MCEFA中的该梯度具有附加的有益效果，即在负Y方向中施加力到在正Y方向中具有非零极化分量的极化粒子，即与粒子位于第一通道的中心轴线附近的场对准。与参考场景相比，该力可以进一步增加来自第一储存器950的粒子进入喉部956的概率。
在该实施例中，与第一对准设备960相关联的电场的圆周分量的幅值为零。第一对准设备960沿着Y方向的长度以及与第一对准设备960相关联的电场的空间或时间形式取决于应用，并且可以使用本领域中已知的方法来优化。
可以以多种方式生成此类场。在该实施例中，通过块体材料966内的电绝缘的带电材料的布置来生成该场。第一对准设备960包括带正电的第一电荷收集器962和带负电的第二电荷收集器961。以该方式，可以生成所需的电场幅值和方向的空间分布。在该实施例中，与第一对准设备960相关联的净电荷为零。在其它实施例中，可能存在与第一对准设备960相关联的净电荷。在该简化示例中，第一对准设备960的每个电荷收集器呈环形，其包围第一通道和喉部956。作为这些电荷收集器的结果，存在电场线，该电场线从第一电荷收集器962发出并且基本上指向与喉部956以及靠近第一喉部开口的第一通道中的正Y方向对准的轴向方向。这导致了所得电场的上述轴向特征。在该实施例中，该场在时间上是恒定的。可以通过适当选择电绝缘块体材料来促进电绝缘。在其它实施例中，电荷收集器可以由单独的材料绝缘。在其它实施例中，第一对准设备960可以包括多于两个的此类不同的电荷收集器，其中每个电荷收集器可以具有与相邻电荷收集器不同的净电荷。这可以允许围绕第一喉部开口的电场以更接近于给定目标的最优电场的方式配置。
电荷收集器可以由诸如铜的导电材料组成，其可以电连接到诸如电池端子的电势源。在其它实施例中，通过将离子嵌入电绝缘或半导电主体材料(诸如块体材料966)中来生成电荷收集器。可替代地，偶极子可以嵌入块体材料966内，或者嵌入在块体材料966与通道系统的接口上，以便在第一喉部开口附近产生所需的电场。此类方法是本领域众所周知的。
第二对准设备963被配置为生成第二电场，该第二电场可以极化在第二对准设备963附近的介质的任何粒子并且在某些条件下还可以对第二对准设备963附近的介质的任何粒子施加力和力矩。在所示的配置中，可以定义平行于X轴的横向方向和平行于Z轴的纵向方向。轴向方向与第一对准设备960的轴向方向相同。例如，第二电场可以如下布置。
第二通道和第二喉部开口的一部分内的电场基本上与横向方向对准。电场的影响是粒子的FPPA沿横向方向对准的增加的概率。这对应于分子的长轴与第二通道中的X轴对准，与其中第二对准设备963不活动并且不产生前述第二场的参考场景相比，当沿Y轴观看时，这将增加介质的粒子的横截面面积。在一些配置中，在第二通道中并入射在第二喉部开口上的粒子的该横截面面积大于喉部956的圆形横截面面积。与参考场景相比，该对准可以降低来自第二储存器951的粒子进入喉部956的概率。
在Y方向中和在Z方向中的电场分量的幅值也随位置而变化。然而，在第二喉部开口附近，这些分量在该特别的简化配置中可以忽略不计。第二对准设备963沿着Y方向的长度以及与第二对准设备953相关联的电场的空间或时间形式取决于应用，并且可以使用本领域中已知的方法来优化。
可以以多种方式生成此类场。在该实施例中，通过块体材料966内的电绝缘的带电材料的布置来生成该场。第二对准设备963包括带正电的第一电荷收集器965和带负电的第二电荷收集器964。在该实施例中，与第二对准设备963相关联的净电荷为零。在其它实施例中，可以存在与第二对准设备963相关联的净电荷。在该简化示例中，第二对准设备963中的每个电荷收集器呈矩形板的形状，其特征法线平行于X轴。作为这些电荷收集器的结果，存在电场线，该电场线从第二电荷收集器965发出并且基本上指向与喉部956以及靠近第二喉部开口的第二通道中的负X方向对准的横向方向。这导致了所得电场的上述横向特征。第二对准设备963的电荷收集器的其它配置在本领域中是已知的，并且已经在第一对准设备960的上下文中提及。
在一些实施例中，可以由第二对准设备963的各个原子或分子产生所需的电场。在该情况下，介质的粒子与第二对准设备963之间的相互作用可以描述为与图2所示的偶极子-电荷相互作用相对的偶极子-偶极子相互作用。
在其它实施例中，电场强度可以随时间推移而被调节，以便控制设备与介质粒子的相互作用。可以使用本领域已知的方法确定时间和空间上的适当电场分布。
在其它实施例中，对象可以具有永久偶极子，诸如水分子的情况。偶极子也可以是磁性的，如电子自旋的情况。磁场可用于使介质粒子与所需方向对准。此类方法是本领域众所周知的。
注意，例如，由于极化，还可以在第一或第二通道内修改粒子的形状。当沿轴向方向极化时，第一通道中的球形对称粒子可呈现细长形状，其中长轴与所述轴向方向对准。与参考场景相比，这可以减小沿Y轴观看的粒子的横截面面积。类似地，第二通道中的此类极化粒子的长轴可以与横轴对准。与参考场景相比，这可以增加沿Y轴观看的粒子的横截面面积。换句话说，本发明的实施例的对准设备不仅可以用于将对象对准所需的横截面几何形状，而且还可以将对象重新成形或重新配置成所需的横截面几何形状。
在一些实施例中，第一对准设备960可以以与第二对准设备963类似的方式配置，例外之处在于第一喉部开口附近的电场垂直于第二喉部开口附近的电场。因此，第一对准设备的横截面也可以是方形的，其中电荷收集器布置在立方第一通道的相对面上，矩形电荷板的特征法线与Z轴对准。为了促进具有平行于Z轴的长轴的极化粒子从第一通道进入喉部956中，在该情况下，喉部的横截面面积也可以是矩形的，其中长轴平行于Z轴，即垂直于第二喉部开口附近的电场。喉部在Z方向上的横截面的尺寸可以等于立方第一通道和立方第二通道的相同尺寸。
注意，关注对象也可以是光子。考虑一种场景，其中介质包含具有水平和垂直极化分量的光子。水平轴线可以平行于X轴，而垂直轴线可以平行于Z轴。第一对准设备可以包括过滤设备和对准设备。在该过滤设备中，光子的水平极化分量与垂直极化分量分离。例如，可以使用具有垂直缝隙的镜子来实现该分离。可替代地，可以使用晶体或其它光学仪器来完成此类分束。垂直极化的光子分量被允许穿过第一喉部开口，而水平极化的光子分量被过滤设备反射到对准设备。在对准设备中，可以修改或旋转水平极化分量的极化以与垂直分量对准。此类设备在本领域中是众所周知的。极化平面例如可以使用液晶来旋转。穿过对准设备后，新的垂直极化的光子也被引导穿过第一喉部开口。因此，第一储存器950的大多数光子，优选所有光子的极化可以对准特定类型的极化，诸如在该情况下为垂直极化。喉部956可以被配置为允许垂直极化的光子穿过，所有其它分量都被第一内表面975或第二内表面976反射。与参考场景相比，来自第一储存器950的光子的极化与第一喉部开口的几何构型的这种对准可以增加来自第一储存器950的粒子进入喉部956的概率。可以以与第一对准设备类似的方式来配置第二对准设备，不同之处在于，在与第一对准设备相互作用之后，与在第一喉部开口处的光子的极化相比，来自第二储存器951的大多数光子与正交类型的极化对准。在该示例中，在与第二对准设备相互作用之后，第二储存器951的光子可以因此在水平方向中极化。由于整个喉部的横截面是均匀的，因此与参考场景相比，该极化可以降低来自第二储存器951的光子进入喉部956的概率。第二通道中的大多数水平极化的光子被第二内表面976反射。
一般而言，可以将第一和第二对准设备的目的描述为力场的生成。力场是矢量场，其定义了关注对象在指定时间在指定位置经受的幅值和方向。“关注对象”是本发明的设备旨在以前述方式与之相互作用的对象。例如，在诸如金属的导体内，自由或导电电子可以是关注对象，而晶格原子或结合的电子和核是设备周围介质的其它对象。注意，力场可以在时间和空间上变化，并且也可以是指定对象在空间和时间上指定点的特性的函数。例如，在其中力场的力由带电粒子与磁场的相互作用产生的情况下，在指定位置和时间的力也是所述粒子速度的函数。根据本发明的一些实施例，对准设备的力场被配置为例如通过旋转对象的矢量特性来修改对象的取向，或例如以如下方式通过力场生成设备的吸引或排斥作用使对象伸展或极化来修改对象的矢量特性的幅值，在该方式中，在默认边界条件的情况下，在时间或空间上介质的对象的矢量特性的幅值或取向的均匀性受到超出介质的对象的所述矢量特性的任何期望的微观波动的程度的干扰。对象的矢量特性是可以以至少一个矢量的形式描述的特性，即具有定义的幅值和方向的特性。矢量特性的示例是极化轴线、磁偶极子轴线、由惯性张量定义的主轴线或由对象的几何形状定义的几何长轴线。注意，前述力场可以以力矩或扭矩围绕对象的质心起作用的方式与对象相互作用或对对象施加力。因此，术语“力场”也包括可以被认为是扭矩场或力矩场的任何场。在一些实施例中，力场也可以根据势场的梯度来描述或表达。排斥的示例是相似电荷之间的静电排斥以及通过镜子的光子反射或通过表面的粒子反射。吸引的示例是重力、范德华力、不同电荷之间的静电引力或磁偶极子之间的磁引力。注意，这些干扰不必涉及对象平均能量的变化。在一些实施例或一些应用中，对象的平均能量可以在整个相互作用中改变，其中该改变仍然提供了对现有技术的改进，如通过目标函数所测量的。
本文使用的术语“介质”描述了能够容纳、携带、运输或转移关注对象的任何材料。介质可以是例如气体、液体、固体或真空。默认情况下，介质是指与指定设备相互作用的所有对象的集合。本文使用的术语“对象”描述了介质的任何组分。对象可以描述为粒子，诸如灰尘粒子、碳烟粒子、水滴或水分子。对象可以具有关注特性以及定义特性，该特性可以用于将一个对象与介质的其它对象区分开。本发明适用于可以被认为包括不同对象的任何介质。可以将“默认边界条件”定义为简化场景，其中在第一储存器和第二储存器处的介质的特性在时间和空间上相同且均匀。“基准场景”是用“基准设备”代替所讨论的过滤设备的场景，该“基准设备”被定义为实心的不可渗透的平板并经受默认边界条件。可以将“基准概率”定义为在基准场景中完成相互作用之后与基准设备进行相互作用的任何对象被定位于基准设备的指定侧的概率。在该情况下，基准设备两侧的基准概率为50％。
这些人为干扰可用于增加或减少在第一储存器和第二储存器之间的指定接口处指定定义特性的对象的关注特性，其中该接口可以是第二喉部开口的面向喉部侧，其中定义特性可以是关注对象在与本发明的设备相互作用之前在第一或第二储存器中的位置，其中关注特性可以是每单位体积的对象的数量，并且其中增加或减少相对于基准场景的介质的相应特性进行测量。在本发明的该特定类型的实施例中，对准设备经由对象的过滤的特性(诸如与沿着Y轴观看时喉部的横截面几何形状相比的对象的横截面几何形状)的修改或干扰，将对象的定义特性平移或压印在一个对象或对象的集合上。经过滤的特性可以是对象的矢量特性的幅值或方向。诸如被例如第二表面976的反射表面围绕的具有特定几何形状的喉部的过滤设备被配置为基于对象的经过滤的特性以及(通过扩展)对象的定义特性来过滤对象。过滤涉及允许具有指定集合或指定范围的过滤特性的对象通过过滤设备，同时反射该集合之外的对象的一部分。因此，通过扩展，第一对准设备被配置为人为地增加源自在第二喉部开口处的第一储存器处的对象的关注特性，即密度，其中密度增加是指平均而言比针对参考场景的第一储存器中介质对象的密度更大的密度。可替代地或同时地，第二对准设备可以被配置为人为地降低源自第二喉部开口的面向喉部侧上的第二储存器的对象的密度，其中密度降低是指平均而言比针对参考场景的第二储存器中的介质对象的密度更低的密度。结果，可能存在关注特性从第一储存器950到第二储存器951的净扩散。
过滤设备可以采取若干形式。例如，过滤特性可以是对象的矢量特性的幅值和取向，诸如对象的永久磁偶极子的对准。在该示例中，过滤设备可以包括磁场，该磁场被配置为反射具有特定磁偶极子取向的对象并允许具有其它永久磁偶极子取向的对象通过。可以通过在第二或第一喉部开口附近嵌入在块体材料966中的永久磁偶极子来生成此类磁场。
在图2中的简化实施例的上下文中，可以定义粒子与所描绘的设备之间的相互作用，以在粒子穿过、相交或接触包含第一表面952或第二表面953的平面时开始，其中该平面平行于XZ平面，并且其中在相互作用之前的传播方向是与块体材料的关联表面的向外法线相反的方向，对于第一表面952，该方向指向正Y方向，而对于第二表面953，该方向指向负Y方向。这些平面被分别表示为第一平面和第二平面。可以将相互作用定义为当粒子不再与上述平面相交或接触时结束。在该情况下，所述“接触”可以被定义为在介质的对象与设备的对象(诸如块体材料966的对象)之间存在不可忽略的力。
可以将“关注输入特性”和“关注输出特性”分别定义为紧接在以不可忽略的方式与本发明的实施例进行相互作用之前和之后的指定对象类别的关注特性。关注特性可以是在第一储存器950或第二储存器951中对象的位置。关注对象与本发明的设备的相互作用可以根据关注的输入特性和输出特性之间的差异来描述。例如，相互作用可以被描述为从一个储存器到另一个储存器的透射，或者是返回到对象在相互作用开始之前所位于的储存器中的反射。根据定义，相互作用的类型是对象的“定义特性”的函数。关注对象的定义特性的集合可以包括将关注对象与周围介质的其它对象区分开的特性。在图2中所示的实施例中，对象的定义特性集合还包括关注输入特性，即，紧接在以不可忽略的方式与本发明的实施例相互作用之前，对象在第一储存器950或第二储存器951中的位置。在整个相互作用中，根据本发明的一些实施例配置和操作的设备将基于对象的定义特性的值来区分多个对象或多个过滤对象。换句话说，具有至少一个指定定义特性的指定对象类别与本发明的实施例之间的相互作用类型的期望值不等于相同指定类别但指定定义特性不同的对象的相互作用类型的期望值。期望值是针对至少一个指定对象类别内包含的所有对象计算出的统计期望，该对象在足够长的持续时间内与本发明的实施例进行相互作用以提供足够准确的结果。默认情况下，对象类别包括与指定设备相互作用的所有对象。
在这一代实施例的上下文中，本发明的实施例被配置为对准源自第一储存器950的对象，使得与参考场景相比，它们在到达与第二储存器951的接口(诸如第二喉部开口)之前可能更容易通过对准过滤器。第一对准设备960促进了对象的对准。以该方式，到达第二喉部开口的对象起源于第一储存器950的概率增加超过50％的基准概率。
图2中所示的实施例还被配置为对准源自第二储存器951的对象，使得它们可以在到达第一储存器950的接口(诸如第二喉部开口的面向喉部侧)之前更容易地被对准过滤器反射。对象的对准由第二对准设备963促进，而反射由第二内表面976完成。以该方式，到达第二喉部开口的面向喉部侧的对象起源于第二储存器951的概率降低到低于50％的基准概率。结果，可能存在关注特性从第一储存器950到第二储存器951的净扩散。在其它实施例中，可以使用其它此类对准和对准过滤机构。对于任何给定的应用，本领域中已知各种各样的此类方法。一旦默认边界条件被移除，并且假定第一和第二储存器的尺寸是有限的，并且彼此之间以及与其它任何储存器隔离，则随时间推移，第一储存器中关注对象的集中度可降低，而第二储存器中对象的集中度可以相应地增加。因此，本发明的实施例也可以考虑用于涉及泵送的应用。串联连接图2中所示的设备的多个级，即允许第一设备的第二储存器与第二设备的第一储存器重合，可以在第一储存器950中实现关注对象的所需的稳态集中度。
在该特定实施例中，前述对准是通过第一和第二对准设备的电场来完成的。考虑粒子969的轨迹970，该轨迹在负Y方向中具有非零速度分量，并且在与所描绘的设备相互作用之前位于第一储存器950中。当粒子进入第一对准设备(诸如第一对准设备960)的电场时，粒子被极化，并且由于唯一的FPPA(其也平行于粒子的几何长轴线)而与局部电场以及第一喉部开口附近的第一通道的Y轴对准。这充分减小了粒子沿Y方向的横截面，并允许粒子通过第一喉部开口扩散到喉部中，诸如喉部956。一旦进入喉部内侧，粒子就可以继续在负Y方向中扩散，导致通过第二喉部开口并通过第二通道进入第二储存器951中。注意，由于第二取向设备963产生的电场，粒子在通过第二通道时暂时与X轴对准。粒子967的轨迹968示出相似的相互作用。粒子971在正Y方向中具有非零的速度分量，并且在与所描绘的设备相互作用之前位于第二储存器951中。如轨迹972所示，随着粒子971进入第二对准设备的电场，粒子被极化并与局部电场和第二喉部开口附近第二通道中的X轴对准。这充分增加了粒子沿Y方向的横截面，并允许粒子被第二内表面(诸如第二内表面976)反射，并通过第二通道和第二开口955返回到第二储存器951中。粒子973的轨迹974示出相似的相互作用。注意，一旦相互作用完成，源自第一储存器950的一些粒子将返回第一储存器950。类似地，一旦相互作用完成，将在第一储存器950处发现源自第二储存器951的一些粒子。这可能由于多种原因发生。粒子的固有旋转可能不允许对准设备将所有粒子在所需方向中对准。然而，平均而言，该设备以这样的方式配置：在针对默认边界条件的整个相互作用中，存在粒子从第一储存器950到第二储存器951的净扩散。
可以将第一捕获表面定义为描述第一开口954的表面，并且将第二捕获表面定义为描述第二开口955的表面，其中第一和第二捕获表面平行于XZ平面。在该实施例中，圆形的第一捕获面积小于方形的第二捕获面积。可以将“第一足迹表面”定义为形成与第一储存器950的接口并与设备单元相关联的总表面，即，与设备单元相关联的第一捕获表面与第一表面952的任何部分的总和。设备单元的足迹表面的边界由相邻设备单元的其它足迹表面的边界提供，其中至少假设地，设备单元周期性地布置在XZ平面中。例如，第一足迹表面的边界可以具有六边形形状。类似地，可以将“第二足迹表面”定义为第一足迹表面在第二表面953上的投影。可以定义控制体积，该控制体积由第一足迹表面、第二足迹表面以及与Y轴平行的表面界定，该Y轴连接控制体积的第一和第二足迹表面的相应点。对于默认边界条件，在与第一或第二足迹表面相互作用之前，介质对象位于第一储存器950中的概率为50％，其它50％应用于第二储存器951。由于第一捕获面积小于第二捕获面积，粒子从第一储存器950进入通道系统的概率小于粒子从第二储存器951进入通道系统的概率。经由第一开口954进入通道系统和经由第二开口955离开的粒子的分数被表示为“第一透射率”。经由第二开口955进入通道系统并经由第一开口954离开的粒子分数被表示为“第二透射率”。对于默认边界条件，当净扩散率大于1时，将存在从第一储存器950到第二储存器951的对象净流率，其中净扩散率是通过将第一和第二透射率之比乘以第一和第二捕获面积之比而计算出。在所示的实施例中，第一对准设备960和第二对准设备963被配置为确保第一透射率与第二透射率之比大于1且大到足以补偿第一捕获面积与第二捕获面积之比(其小于1)，使得净扩散率大于1。通道系统的几何形状、对准设备的配置以及第一捕获面积与第二捕获面积之比是可以使用本领域已知方法优化以便最大化受约束目标的参数的示例。目标可以是关注特性从第一储存器950到第二储存器951的净流率。
所描绘的设备的有效性可以是设备的几何形状和规模或尺寸的函数。所描绘的设备的高度被定义为设备沿Y轴的尺寸，即第一表面952和第二表面953之间的最短距离。可能希望避免在关注对象之间过度散射，在关注对象与介质的其它对象之间的散射，以及通过通道系统内的壁的任何漫反射。尽管在设备的配置中可以考虑并至少部分地补偿了此类散射行为，但是例如通过降低第一透射率或增加第二透射率，可劣化设备的预期性能。在不存在散射的情况下，例如，更有可能维持从第一储存器950进入通道系统的粒子的最初必定为负的Y速度分量，这将增强第一透射率。通过第一通道或第二通道中其它对象散射关注对象也可以影响或破坏关注对象的对准，并影响第一或第二透射率。通过喉部的壁的漫反射或散射也可以影响粒子通过第一喉部开口进入喉部并且也通过第二喉部开口离开喉部的概率。其它类型的散射也可以应用于本发明的其它实施例。
存在用于减少此类散射的若干方法。例如，可以以避免或减少漫反射的方式构造设备的任何反射表面。还可以将设备配置为减少通过设备的任何反射表面对对象的预期反射次数，以便减少与漫反射相关联的透射率的任何降低。该设备还可以被配置为具有较小的尺寸，以便通过减少即时在通道系统中存在的这些对象的期望次数，来最小化关注对象与介质的其它对象之间的散射概率。在一些实施例中，还可以从通道系统中人为地排除、过滤或移除介质的此类其它对象，同时允许关注对象的足够部分按预期与通道系统相互作用。为了在关注对象之间散射但保持高的第一透射率，例如，对于默认的边界条件，可能希望设备的高度小于介质中关注对象的长度，并且幅值比该关注对象的平均自由路径大若干个数量级。在一些实施例中，设备的高度甚至优选为平均自由路径的分数，其中分数意味着小于1。通道的特征宽度，诸如第一通道的直径受制于类似的考虑。例如，第一通道的宽度也可以在介质中关注对象的平均自由路径的幅值的若干个数量级内。取决于介质的应用和特性，宽度也可以是平均自由路径的分数。注意，可以存在将第一通道连接到第二通道的多于一个的喉部通道。注意，在一些情况下，可能和希望以关注对象具有合适的平均自由路径长度的方式配置介质。例如，可以将第一和第二储存器中的介质的密度调节或修改为合适的值。在其它因素中，适合性可以由指定的制造方法的公差与本发明的设备的要求的尺寸和形状分辨率之间的关系来确定。合适的材料、几何形状和制造方法可以由本领域技术人员找到。注意，即使对于一些应用其影响可以忽略，此类尺寸考虑也适用于本发明的所有实施例。
除非特别说明或从上下文中清楚的，否则术语“或”在本文中等同于“和/或”。
用于选择性地透射关注对象的设备单元可以包括：块体材料；喉部，其设置在块体材料内并从第一喉部开口延伸至第二喉部开口；以及第一对准设备，其靠近喉部设置，其中对准设备被配置为相对于喉部在距第一喉部开口的小于关注对象的1000个平均自由路径长度内对准关注对象。喉部是方向性元件，其可以扩散地耦接第一储存器和第二储存器。关注对象与聚焦设备的相互作用可以增加或减小关注对象穿过喉部的概率。选择性地透射可以包括以这样的方式改变关注对象的轨迹或关注对象的特性，即使得对象具有穿过喉部的更高概率。例如，对象可以被对准以穿过喉部或从设备反射。
喉部可以具有任何合适的形状，并且可以具有比其它区段更大或更小的面积的区段。例如，喉部可包括第一通道、第二通道以及耦接第一通道和第二通道的窄喉部，其中第一和第二通道具有比喉部更大的横截面面积。
喉部可具有如下横截面面积：在与设备单元相互作用之前，大于对象的最小横截面面积；以及在与设备单元相互作用之后，小于对象的最大横截面面积。
块体材料包括金属、金属合金、陶瓷、复合材料、热塑性塑料、热固性材料、半导体材料、电绝缘材料、半导体材料、绝电材料、玻璃，或前述任何一种的组合。块体材料的内表面可被配置为反射关注对象。
对准设备可以被配置为生成对准的电磁场，使得与电磁场相互作用的关注对象具有进入喉部的较高概率。设备子单元可以包括一个或多个对准设备。对准设备可以生成相对于喉部的纵轴具有任何合适对准的电磁场。对准设备可包括一个或多个电荷收集器和/或一个或多个偶极子收集器。对准设备可被设置在靠近喉部(诸如靠近第一喉部开口和/或第二喉部开口)的块体材料内。电荷/偶极子收集器可以是环形、环形区段、板、柱体、柱体区段或任何合适的形状。电磁场可以是电场或磁场。电荷收集器可以包括互连到电势的导电材料。电荷收集器可以包含嵌入在电绝缘或半导体材料内的电子或离子。偶极子收集器可包括偶极子，诸如嵌入电绝缘或半导体材料内的永久磁偶极子。
对准设备可以被配置为例如使关注对象与喉部开口对准，改变关注对象的形状，改变关注对象的取向或改变关注对象的矢量特性。改变矢量特性可以包括例如旋转关注对象的矢量特性和/或修改关注对象的矢量特性的幅值。矢量特性可以包括例如极化轴、磁偶极子轴、由惯性张量得出的主轴或由关注对象的几何形状得出的几何长轴。电磁场可以被配置为围绕关注对象的质心施加力矩或扭矩。电磁场可以被配置为在关注对象上生成力场。
关注对象可以是诸如灰尘粒子、碳烟粒子、水滴、水分子的粒子，或前述任何一种的组合。
对准可以发生在关注对象的小于10个平均自由路径长度之内，诸如小于1个平均自由路径长度。
本公开提供的系统可以包括一个或多个设备单元。可以提供具有例如从1到100,000,000个设备单元的阵列的设备单元。设备单元的平面阵列可以在彼此顶部堆叠和/或并排堆叠。平面阵列中的一个或多个设备单元可以扩散地耦接至另一平面阵列中的一个或多个设备单元。例如，第一设备单元的第二喉部开口扩散地耦接至第二设备单元的第一喉部开口。
本公开提供的用于将关注对象从第一储存器选择性地透射到第二储存器的方法可以包括提供由本公开提供的设备单元，其中第一喉部开口扩散地耦接至第一储存器，并且第二喉部开口扩散地耦接至第二储存器；以及通过激活第一对准设备生成力场；从而引起关注对象从第一储存器到第二储存器的选择性透射。
本公开提供的用于将关注对象从第一储存器选择性地透射到第二储存器的方法可以包括提供本公开提供的系统，其中第一喉部开口扩散地耦接至第一储存器，并且第二喉部开口扩散地耦接至第二储存器；以及通过激活第一对准设备生成力场；从而引起关注对象从第一储存器到第二储存器的选择性透射。
本文中描述的实施例和方法仅旨在例示和说明本发明的原理。本发明可以以若干不同的方式来执行，并且不限于在本文中描述或在附图中描绘的示例、实施例、布置、配置或操作方法。这也适用于仅描述或描绘一个实施例的情况。本领域技术人员将能够设计出许多替代示例、实施例、布置、配置或操作方法，尽管本文未示出或未描述，但是它们体现了本发明的原理，并且因此在其精神和范围内。
发明方面
通过以下方面进一步定义本发明。
方面1.一种用于选择性地透射关注对象的设备单元，其中设备单元包括：块体材料；喉部，其设置在块体材料内并且从第一喉部开口延伸至与第一喉部开口相对的第二喉部开口；以及其中喉部具有在与设备单元相互作用之前小于关注对象的1000个平均自由路径长度的长度；以及第一聚焦设备，其中第一聚焦设备设置在块体材料内并且靠近喉部的至少一部分。
方面2.根据方面1所述的设备单元，其中第一聚焦设备包括：内部设备，其设置在喉部的至少一部分内；内部聚焦设备，其设置在内部设备内；以及外部聚焦设备，其与内部聚焦设备的至少一部分对准地设置在块体材料内。
方面3.根据方面2所述的设备单元，其中内部聚焦设备包括多个内部电荷收集器；并且外部聚焦设备包括多个外部电荷收集器。
方面4.根据方面3所述的设备单元，其中一个或多个外部电荷收集器中的每一个具有负电荷；并且一个或多个内部电荷收集器中的每一个具有正电荷。
方面5.根据方面2至4中任一项所述的设备单元，其中外部聚焦设备围绕第一通道的至少一部分和喉部的至少一部分。
方面6.根据方面2至5中任一项所述的设备单元，其中喉部进一步包括：第一通道，其设置在块体材料内并且从第一开口延伸至与第一开口相对的第一喉部开口；和/或第二通道，其设置在块体材料内，并且从第二喉部开口延伸至第二开口。
方面7.根据方面6所述的设备单元，其中喉部包括第一通道，并且内部设备设置在第一通道的至少一部分内。
方面8.根据方面6至7中任一项所述的设备单元，其中第一通道、喉部、第二通道和内部设备中的每一个均为柱形形状。
方面9.根据方面6至8中任一项所述的设备单元，其中内部设备至少从第一开口延伸至喉部的至少一部分内。
方面10.根据方面6至9中任一项所述的设备单元，其中第一通道、喉部、第二通道和内部设备在公共轴线上对称地对准。
方面11.根据方面6至10中任一项所述的设备单元，其中第一通道、喉部和第二通道中的每一个均包括圆形横截面。
方面12.根据方面6至11中任一项所述的设备单元，其中喉部的横截面面积小于第一开口的横截面面积和第二开口的横截面面积。
方面13.根据方面1至12中任一项所述的设备单元，其中喉部包括在与设备单元相互作用之前小于关注对象的1000个平均自由路径长度的宽度。
方面14.根据方面1至12中任一项所述的设备单元，其中喉部包括在与设备单元相互作用之前小于关注对象的100个平均自由路径长度的宽度。
方面15.根据方面1至14中任一项所述的设备单元，其中喉部具有在与设备单元相互作用之前关注对象的一个平均自由路径长度的量级的长度。
方面16.根据方面1至15中任一项所述的设备单元，其中第一聚焦设备靠近第一喉部开口设置，并且被配置为将关注对象拉向靠近第一喉部开口的块体材料。
方面17.根据方面1至16中任一项所述的设备单元，其中第一聚焦设备靠近第一喉部开口设置，并且被配置为排斥关注对象远离靠近第一喉部开口的块体材料。
方面18.根据方面1至17中任一项所述的设备单元，进一步包括第二聚焦设备，该第二聚焦设备设置在块体材料内并靠近第二喉部开口。
方面19.根据方面1至18中任一项所述的设备单元，其中第二聚焦设备被配置为将关注对象拉向靠近第二喉部开口的块体材料。
方面20.根据方面1至19中任一项所述的设备单元，其中第二聚焦设备被配置为排斥关注对象远离靠近第二喉部开口的块体材料。
方面21.根据方面1至20中任一项所述的设备单元，其中第二聚焦设备包括一个或多个电荷收集器或一个或多个偶极子收集器。
方面22.根据方面21所述的设备单元，其中一个或多个电荷收集器设置在块体材料内。
方面23.根据方面21至22中任一项所述的设备单元，其中一个或多个电荷收集器中的每一个均呈环形圈形状。
方面24.根据方面18至23中任一项所述的设备单元，其中第二聚焦设备被配置为生成电磁场幅值梯度。
方面25.根据方面24所述的设备单元，其中电磁场幅值梯度在第一喉部开口附近具有最大值；电磁场幅值梯度在第一喉部开口附近具有最小值；电磁场幅值梯度朝向聚焦设备的中心具有最大值；或者电磁场幅值梯度朝向聚焦设备的中心具有最小值。
方面26.根据方面24至25中任一项所述的设备单元，其中电磁场包括电场、磁场或它们的组合。
方面27.根据方面1至26中任一项所述的设备单元，其中第一聚焦设备包括一个或多个电荷收集器。
方面28.根据方面27所述的设备单元，其中一个或多个电荷收集器中的每一个独立地呈环形圈和/或环形圈的区段的形状。
方面29.根据方面27至28中任一项所述的设备单元，其中一个或多个电荷收集器中的每一个与块体材料电绝缘。
方面30.根据方面27至29中任一项所述的设备单元，其中一个或多个电荷收集器中的每一个包括导电材料。
方面31.根据方面27至30中任一项所述的设备单元，其中一个或多个外部电荷收集器中的每一个互连到电势。
方面32.根据方面27至31中任一项所述的设备单元，其中一个或多个电荷收集器中的每一个包括在电绝缘或半导体材料中的嵌入的电子或离子。
方面33.根据方面27至32中任一项所述的设备单元，其中一个或多个内部电荷收集器被配置为生成电场幅值梯度。
方面34.根据方面33所述的设备单元，其中电场幅值梯度朝向喉部开口增加。
方面35.根据方面33至34中任一项所述的设备单元，其中电场幅值梯度朝向多个内部电荷收集器的中心增加。
方面36.根据方面1至35中任一项所述的设备单元，其中第一聚焦设备被配置为生成电磁场幅值梯度。
方面37.根据方面36所述的设备单元，其中电磁场幅值梯度在所述第一喉部开口附近具有最大值；电磁场幅值梯度在第一喉部开口附近具有最小值；电磁场幅值梯度朝向聚焦设备的中心具有最大值；或者电磁场幅值梯度朝向聚焦设备的中心具有最小值。
方面38.根据方面36至37中任一项所述的设备单元，其中电磁场包括电场、磁场或它们的组合。
方面39.根据方面1至38中任一项所述的设备单元，其中块体材料包括金属、金属合金、陶瓷、复合材料、热塑性塑料、热固性材料、半导体材料、电绝缘材料、半导体材料、绝电材料、玻璃或前述任何一种的组合。
方面40.根据方面1至39中任一项所述的设备单元，其中块体材料的内表面被配置为反射关注对象的至少一部分。
方面41.根据方面1至40中任一项所述的设备单元，其中关注对象包括带电的关注对象，包括电子、离子或带电的灰尘粒子或气溶胶，或永久或感应的电偶极子、原子或分子或永久或感应的磁偶极子，或前述任何一种的组合。
方面42.根据方面1至41中任一项所述的设备单元，其中关注对象被极化。
方面43.根据方面1至41中任一项所述的设备单元，其中关注对象包括永久电荷。
方面44.根据方面1至41中任一项所述的设备单元，其中关注对象是中性的。
方面45.根据方面1至44中任一项所述的设备单元，其中设备单元被配置为在第一喉部开口和/或第二喉部开口附近改变关注对象的特性。
方面46.根据方面45所述的设备单元，其中特性是在第一喉部开口和/或第二喉部开口处关注对象的数量密度。
方面47.根据方面45至46中任一项所述的设备单元，其中特性的改变是通过与第一聚焦设备的相互作用而引起的。
方面48.根据方面45所述的设备单元，其中特性是在第一喉部开口和/或第二喉部开口处关注对象的矢量特性。
方面49.根据方面48所述的设备单元，其中关注对象包括光子、电子、具有永久或感应电偶极子的对象、具有永久或感应磁偶极子的对象、具有作为极化轴的对象，或前述任何一种的组合。
方面50.根据方面48至49中任一项所述的设备单元，其中改变矢量特性包括相对于第一喉部开口和/或第二喉部开口的几何构型改变关注对象的取向。
方面51.根据方面1至50中任一项所述的设备单元，其中关注对象包括在从第一方向进入喉部之前的第一特性；以及关注对象包括在从第二方向进入喉部之前的第二特性，其中第一特性不同于第二特性。
方面52.根据方面1至51中任一项所述的设备单元，其中第一喉部开口相对于关注对象扩散地耦接至第一储存器；并且第二喉部相对于关注对象扩散地耦接至第二储存器。
方面53.根据方面52所述的设备单元，其中第一储存器和第二储存器中的每一个独立地包括电磁场。
方面54.根据方面52至53中任一项所述的设备单元，进一步包括：第一储存器聚焦/散焦设备，其在第一储存器内并且靠近第一喉部开口；和/或第二储存器聚焦/散焦设备，其位于第二储存器内并且靠近第二喉部开口。
方面55.根据方面54所述的设备单元，其中第一储存器和第二储存器聚焦/散焦设备中的每一个被独立地配置为将关注对象的轨迹从反射轨迹聚焦到透射轨迹。
方面56.根据方面54所述的设备单元，其中第一储存器和第二储存器聚焦/散焦设备中的每一个被独立地配置为在与设备单元的相互作用之前改变第一储存器和/或第二储存器中的关注对象的轨迹。
方面57.根据方面56所述的设备单元，其中改变轨迹包括将轨迹从反射轨迹改变为透射轨迹；或者将轨迹从透射轨迹改变为反射轨迹。
方面58.一种系统，包括两个或更多个方面1至57中任一项所述的设备单元。
方面59.根据方面58所述的系统，包括权利要求1的设备单元的平面阵列。
方面60.根据方面59所述的系统，其中所述系统包括多个平面阵列，其中至少一个平面阵列被设置在垂直于另一平面阵列的方向中。
方面61.根据方面58至60中任一项所述的系统，进一步包括串联耦接的权利要求1的设备单元中的两个或更多个。
方面62.根据方面61所述的系统，其中第一设备单元的第二喉部开口扩散地耦接至第二设备单元的第一喉部开口。
方面63.一种将关注对象从第一储存器选择性地透射到第二储存器的方法，包括：提供方面1至57中任一项所述的设备单元，其中第一喉部开口扩散地耦接至第一储存器，并且第二喉部开口扩散地耦接至第二储存器；以及通过激活第一聚焦设备生成力场，从而选择性地将关注对象从第一储存器透射到第二储存器。
方面63.一种将关注对象从第一储存器选择性地透射到第二储存器的方法，包括：提供方面58至62中任一项所述的系统，其中第一喉部开口扩散地耦接至第一储存器，并且第二喉部开口扩散地耦接至第二储存器；以及通过激活第一聚焦设备生成力场，从而选择性地将关注对象从第一储存器透射到第二储存器。
方面1A.一种用于选择性地透射关注对象的设备单元，其中所述设备单元包括：块体材料；喉部，其设置在块体材料内并从第一喉部开口延伸至第二喉部开口；以及第一对准设备，其靠近喉部设置，其中对准设备被配置为相对于喉部在距第一喉部开口的关注对象的小于1000个平均自由路径长度内对准关注对象；
方面2A.根据方面1A所述的设备单元，其中关注对象与第一对准设备的相互作用增加了关注对象穿过喉部的概率。
方面3A.根据方面1A至2A中任一项所述的设备单元，其中选择性透射包括基于关注对象的特性和/或由设备单元引起的关注对象的特性来选择性透射。
方面4A.根据方面1A至3A中任一项所述的设备单元，其中选择性透射包括反射和/或对准。
方面5A.根据方面1A至4A中任一项所述的设备单元，其中设备单元进一步包括：第一通道，其扩散地耦接至第一喉部开口；以及第二通道，其扩散地耦接至第二喉部开口。
方面6A.根据方面5A所述的设备单元，其中第一对准设备包括：至少一个第一电荷收集器，其设置在块体材料内并且靠近喉部的一部分；至少一个第二电荷收集器，其设置在块体材料内并靠近第一通道；以及第二对准设备，其中第二对准设备包括：至少一个第三电荷收集器，其设置在块体材料内并且靠近喉部的一部分并且靠近第二通道；以及至少一个第四电荷收集器，其设置在块体材料内并且靠近喉部的一部分并且靠近第二通道。
方面7A.根据方面5A至6A中任一项所述的设备单元，其中第一通道、喉部和第二通道中的每一个独立地具有圆形、方形、矩形或多边形的横截面。
方面8A.根据方面5A至7A中任一项所述的设备单元，其中喉部包括对准的关注对象的横截面形状。
方面9A.根据方面5A至8A中任一项所述的设备单元，其中第一通道、喉部、第二通道和内部设备中的每一个均为柱形形状。
方面10A.根据方面5A至6A中任一项所述的设备单元，其中喉部的横截面面积小于第一通道的横截面面积和第二通道的横截面面积。
方面11A.根据方面5A至10A中任一项所述的设备单元，其中第一通道、喉部和第二通道中的每一个包括圆形横截面。
方面12A.根据方面5A至11A中任一项所述的设备单元，其中第一通道、喉部和第二通道围绕公共轴线对称地对准。
方面13A.根据方面1A至12A中任一项所述的设备单元，其中喉部具有如下的横截面面积：大于在与设备单元相互作用之前对象的最小横截面面积；以及小于在与设备单元相互作用之后对象的最大横截面面积。
方面14A.根据方面1A至13A中任一项所述的设备单元，其中块体材料包括金属、金属合金、陶瓷、复合材料、热塑性塑料、热固性材料、半导体材料、电绝缘材料、半导体材料、绝电材料、玻璃或前述任何一种的组合。
方面15A.根据方面1A至14A中任一项所述的设备单元，其中块体材料的内表面被配置为反射关注对象。
方面16A.根据方面1A至15A中任一项所述的设备单元，其中第一对准设备被配置为生成对准的电磁场，使得与电磁场相互作用的关注对象具有进入喉部的更高概率。
方面17A.根据方面1A至16A中任一项所述的设备单元，其中第一对准设备被配置为生成与喉部的纵轴基本对准的电磁场。
方面18A.根据方面1A至17A中任一项所述的设备单元，其中第一对准设备被配置为生成与喉部的纵轴正交地基本对准的电磁场。
方面19A.根据方面1A至18A中任一项所述的设备单元，其中第一对准设备包括：至少一个第一电荷和/或偶极子收集器，其靠近喉部的一部分设置；和/或至少一个第二电荷和/或偶极子收集器，其靠近第一通道并朝向第一开口设置。
方面20A.根据方面19A所述的设备单元，其中，至少一个第一电荷收集器带正电；并且至少一个第二电荷收集器带负电。
方面21A.根据方面19A至20A中任一项所述的设备单元，其中至少一个第一电荷收集器中的每一个和至少一个第二电荷收集器中的每一个具有环形圈的形状。
方面22A.根据方面19A至21A中任一项所述的设备单元，其中至少一个第一电荷收集器中的每一个和至少一个第二电荷收集器中的每一个独立地包括连续的环形圈或不连续的环形圈。
方面23A.根据方面19A至22A中任一项所述的设备单元，其中至少一个第一电荷收集器中的每一个和至少一个第二电荷收集器中的每一个与块体材料电绝缘。
方面24A.根据方面19A至23A中任一项所述的设备单元，其中至少一个第一电荷收集器中的每一个和至少一个第二电荷收集器中的每一个包括导电材料。
方面25A.根据方面19A至24A中任一项所述的设备单元，其中至少一个第一电荷收集器中的每一个和至少一个第二电荷收集器中的每一个互连到电势。
方面26A.根据方面19A至25A中任一项所述的设备单元，其中至少一个第一电荷收集器中的每一个和至少一个第二电荷收集器中的每一个包括嵌入在电绝缘或半导体材料中的电子或离子。
方面27A.根据方面19A至26A中任一项所述的设备单元，其中至少一个第一电荷收集器中的每一个和至少一个第二电荷收集器中的每一个包括嵌入在电绝缘或半导体主体材料内的偶极子。
方面28A.根据方面27A所述的设备单元，其中偶极子包括永久磁偶极子。
方面29A.根据方面27A所述的设备单元，其中偶极子包括被配置为生成磁场的电流环。
方面30A.根据方面1A至29A中任一项所述的设备单元，其中第一对准设备被配置为生成电磁场。
方面31A.根据方面30A所述的设备单元，其中电磁场被配置为在关注对象中感应出偶极矩。
方面32A.根据方面30A至31A中任一项的设备单元，其中电磁场被配置为将关注对象与喉部对准。
方面33A.根据方面30至32A中任一项所述的设备单元，其中电磁场被配置为改变关注对象的形状。
方面34A.根据方面30A至33A中任一项所述的设备单元，其中电磁场被配置为修改关注对象的取向。
方面35A.根据方面34A所述的设备单元，其中修改取向包括旋转关注对象的矢量特性或修改关注对象的矢量特性的幅值。
方面36A.根据方面35A所述的设备单元，其中矢量特性包括极化轴、磁偶极子轴、由惯性张量得出的主轴或由关注对象的几何形状得出的几何长轴。
方面37A.根据方面30A至36A中任一项所述的设备单元，其中电磁场被配置为围绕关注对象的质心施加力矩或扭矩。
方面38A.根据方面30A至37A中任一项所述的设备单元，其中电磁场被配置为在关注对象上生成力场。
方面39A.根据方面1A至38A中任一项所述的设备单元，其中该设备单元包括第二对准设备，该第二对准设备靠近喉部设置。
方面40A.根据方面39A所述的设备单元，其中第二对准设备被配置为生成与喉部的纵轴正交的电磁场。
方面41A.根据方面39A至40A中任一项所述的设备单元，其中第二对准设备包括电磁对准设备。
方面42A.根据方面41A所述的设备单元，其中电磁对准设备包括磁对准设备。
方面43A.根据方面1A至42A中任一项所述的设备单元，其中关注对象包括粒子。
方面44A.根据方面43所述的设备单元，其中粒子包括灰尘粒子、碳烟粒子、水滴、水分子或前述任何一种的组合。
方面45A.根据方面1A至44A中任一项所述的设备单元，其中对准发生在关注对象的小于10个平均自由路径长度内。
方面46A.根据方面45所述的设备单元，其中对准发生在关注对象的一个平均自由时间的一部分内。
方面47A.根据方面1A至46A中任一项所述的设备单元，其中设备单元包括一个喉部。
方面48A.根据方面1A至46A中任一项所述的设备单元，其中设备单元包括两个或更多个喉部。
方面49A.根据方面1A至48A中任一项所述的设备单元，其中第一喉部开口扩散地耦接至第一储存器；并且第二喉部开口扩散地耦接至第二储存器。
方面50A.一种系统，包括两个或更多个根据方面1A至49A中任一项所述的设备单元。
方面51A.根据方面50A所述的系统，包括设备单元的平面阵列。
方面52A.根据方面51A所述的系统，其中系统包括多个平面阵列，其中平面阵列中的至少一个平面阵列设置在另一平面阵列上方。
方面53A.根据方面50A至52A中任一项所述的系统，进一步包括串联耦接的两个或更多个设备单元。
方面54A.根据方面53A所述的系统，其中第一设备单元的第二喉部开口扩散地耦接至第二设备单元的第一喉部开口。
方面55A.一种将关注对象从第一储存器选择性地透射到第二储存器的方法，包括：提供方面1A至49A中任一项所述的设备单元，其中第一喉部开口扩散地耦接至第一储存器并且第二喉部开口扩散地耦接至第二储存器；以及通过激活第一对准设备生成力场；从而引起关注对象从第一储存器到第二储存器的选择性透射。
方面55A.一种将关注对象从第一储存器选择性地透射到第二储存器的方法，包括：提供方面50A至54A中任一项所述的系统，其中第一喉部开口扩散地耦接至第一储存器，并且第二喉部开口扩散地耦接至第二储存器；以及通过激活第一对准设备生成力场；从而引起关注对象从第一储存器到第二储存器的选择性透射。
本文中描述的实施例和方法仅旨在例示和说明本发明的原理。本发明可以以若干不同的方式来执行，并且不限于在本文中描述或在附图中描绘的示例、实施例、布置、配置或操作方法。这也适用于仅描述或描绘一个实施例的情况。本领域技术人员将能够设计出许多备选示例、实施例、布置、配置或操作方法，尽管本文未示出或未描述，但是它们体现了本发明的原理，并且因此在其精神和范围内。

Claims (19)

1.一种用于选择性地透射关注对象的设备单元，其中所述设备单元包括：
块体材料；
喉部，其设置在所述块体材料内并且从第一喉部开口延伸至与所述第一喉部开口相对的第二喉部开口；并且其中所述喉部具有在与所述设备单元相互作用之前小于所述关注对象的1000个平均自由路径长度的长度；以及
第一聚焦设备，其中所述第一聚焦设备设置在所述块体材料内并且靠近所述喉部的至少一部分。
2.根据权利要求1所述的设备单元，其中所述第一聚焦设备具有在与所述设备单元相互作用之前所述关注对象的一个自由平均路径长度的量级的长度。
3.根据权利要求1所述的设备单元，其中所述第一聚焦设备靠近所述第一喉部开口设置并且被配置为将关注对象拉向靠近所述第一喉部开口的所述块体材料。
4.根据权利要求1所述的设备单元，其中所述第一聚焦设备靠近所述第一喉部开口设置并且被配置为排斥所述关注对象远离靠近所述第一喉部开口的所述块体材料。
5.根据权利要求1所述的设备单元，进一步包括第二聚焦设备，所述第二聚焦设备设置在所述块体材料内并且靠近所述第二喉部开口。
6.根据权利要求5所述的设备单元，其中所述第二聚焦设备包括一个或多个电荷收集器。
7.根据权利要求1所述的设备单元，其中所述关注对象包括电子、离子、带电的灰尘粒子、带电的气溶胶、永久电偶极子、感应的电偶极子、原子、分子、永久磁偶极子、感应的磁偶极子或前述任何一种的组合。
8.根据权利要求1所述的设备单元，其中所述关注对象包括光子、电子、具有永久或感应的电偶极子的对象、具有永久或感应的磁偶极子的对象、具有作为极化轴线的对象或前述任何一种的组合。
9.根据权利要求1所述的设备单元，其中所述设备单元被配置为改变靠近所述第一喉部开口和/或所述第二喉部开口的所述关注对象的特性。
10.根据权利要求9所述的设备单元，其中所述特性是在所述第一喉部开口和/或所述第二喉部开口处所述关注对象的数量密度。
11.根据权利要求9所述的设备单元，其中所述特性的改变是通过与所述第一聚焦设备的相互作用而引起的。
12.根据权利要求9所述的设备单元，其中所述特性是在所述第一喉部开口和/或所述第二喉部开口处所述关注对象的矢量特性。
13.根据权利要求12所述的设备单元，其中改变矢量特性包括：改变所述关注对象相对于所述第一喉部开口和/或所述第二喉部开口的几何构型的所述取向。
14.根据权利要求1所述的设备单元，其中
所述第一喉部开口相对于所述关注对象扩散地耦接至第一储存器；以及
所述第二喉部相对于所述关注对象扩散地耦接至第二储存器。
15.根据权利要求14所述的设备单元，其中所述第一储存器和所述第二储存器中的每一个独立地包括电磁场。
16.根据权利要求15所述的设备单元，进一步包括：
第一储存器聚焦/散焦设备，其位于所述第一储存器内并靠近所述第一喉部开口；和/或
第二储存器聚焦/散焦设备，其位于所述第二储存器内并靠近所述第二喉部开口。
17.一种系统，其包括两个或更多个根据权利要求1所述的设备单元。
18.根据权利要求17所述的系统，包括权利要求1所述的设备子单元的平面阵列。
19.一种将关注对象从第一储存器选择性地透射到第二储存器的方法，所述方法包括：
提供根据权利要求1所述的设备单元，其中所述第一喉部开口扩散地耦接至所述第一储存器，并且所述第二喉部开口扩散地耦接至所述第二储存器；以及
通过激活所述第一聚焦设备生成力场，
从而将关注对象从所述第一储存器选择性地透射到所述第二储存器。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112074349A (zh) * 2018-02-17 2020-12-11 P·奈瑟 用于选择性透射对象的设备和方法
US11666924B2 (en) 2018-02-15 2023-06-06 Paul NEISER Apparatus and methods for selectively transmitting objects

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200138187A (ko) 2018-02-09 2020-12-09 폴 네이저 필터 장치 및 방법
US11260330B2 (en) 2018-02-09 2022-03-01 Paul NEISER Filtration apparatus and method
EP3891393A1 (en) * 2018-12-03 2021-10-13 Neiser, Paul Apparatus and method for producing a force

Family Cites Families (90)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1329559A (en) 1916-02-21 1920-02-03 Tesla Nikola Valvular conduit
US1424932A (en) 1920-08-28 1922-08-08 Moreau Marcel Eloi Solar heating device
US2574865A (en) 1947-06-17 1951-11-13 Edwards Miles Lowell Spray nozzle
GB837391A (en) 1957-11-22 1960-06-15 New York Air Brake Co Vapour jet pump
FR1571650A (zh) 1967-06-19 1969-06-20
US3993564A (en) 1972-04-06 1976-11-23 Advanced Product Engineering Corporation Filtration apparatus
US3790829A (en) 1972-07-13 1974-02-05 G Roth Thermoelectromagnetic energy conversion system
US3974824A (en) 1974-08-09 1976-08-17 Solergy, Inc. Solar heating device
US4262840A (en) 1978-06-01 1981-04-21 Maschinenfabrik Augsburg-Nurnberg Ag Rotor for high operating speeds
SU874129A1 (ru) 1978-08-16 1981-10-23 Ордена Трудового Красного Знамени Экспериментальный Научно-Исследовательский Институт Металлорежущих Станков Устройство дл отсоса и очистки воздуха
US4482365A (en) 1982-03-01 1984-11-13 Pall Corporation Vortex air cleaner and self-cleaning barrier filter assembly for supercharged engines
DE3230657A1 (de) 1982-08-18 1984-02-23 Philips Kommunikations Industrie AG, 8500 Nürnberg Optischer multiplexer
US4854825A (en) 1987-02-27 1989-08-08 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organization Multi-stage vacuum pump
US4850806A (en) 1988-05-24 1989-07-25 The Boc Group, Inc. Controlled by-pass for a booster pump
US4906837A (en) 1988-09-26 1990-03-06 The Boeing Company Multi-channel waveguide optical sensor
FR2656038A1 (fr) 1989-12-20 1991-06-21 Devil Sortie d'echappement a venturi.
DE4127405C2 (de) * 1991-08-19 1996-02-29 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zur Trennung von Gemischen mikroskopisch kleiner, in einer Flüssigkeit oder einem Gel suspendierter dielektrischer Teilchen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
US5441576A (en) 1993-02-01 1995-08-15 Bierschenk; James L. Thermoelectric cooler
US5738731A (en) 1993-11-19 1998-04-14 Mega Chips Corporation Photovoltaic device
US5648874A (en) 1994-06-29 1997-07-15 Fujitsu Limited Optical apparatus
US5657408A (en) 1994-12-23 1997-08-12 Alliedsignal Inc. Optical device comprising a plurality of units having at least two geometrically-differentiated tapered optical waveguides therein
FR2741161B1 (fr) 1995-11-09 1998-01-30 France Telecom Composant optique combineur/diviseur
US5851507A (en) 1996-09-03 1998-12-22 Nanomaterials Research Corporation Integrated thermal process for the continuous synthesis of nanoscale powders
US6733166B2 (en) 1997-12-09 2004-05-11 Federal -Mogul World Wide, Inc. Illuminated interior article system utilizing a Y-branch waveguide
US6478958B1 (en) 2000-01-19 2002-11-12 Baldwin Filters, Inc. Apparatus for filtering impurities out of fluid
GB2364791B (en) 2000-07-14 2004-12-29 Evan Arkas Optical channel plates
US6388819B1 (en) 2001-01-12 2002-05-14 Eastman Kodak Company High numerical aperture objective lens assembly
EP1261039A1 (en) 2001-05-23 2002-11-27 Université de Liège Solar concentrator
US7318912B2 (en) 2001-06-07 2008-01-15 Nanostream, Inc. Microfluidic systems and methods for combining discrete fluid volumes
US7776213B2 (en) 2001-06-12 2010-08-17 Hydrotreat, Inc. Apparatus for enhancing venturi suction in eductor mixers
US7170112B2 (en) 2002-10-30 2007-01-30 International Business Machines Corporation Graded-base-bandgap bipolar transistor having a constant—bandgap in the base
US7286296B2 (en) 2004-04-23 2007-10-23 Light Prescriptions Innovators, Llc Optical manifold for light-emitting diodes
US20050056311A1 (en) 2003-09-11 2005-03-17 Son Pham Ky Miniature thermal-photoelectric power supply
US20050088734A1 (en) 2003-10-28 2005-04-28 The Boeing Company Autonomously assembled space telescope
EP1766465A4 (en) 2004-05-31 2011-07-20 Sekonix Co Ltd OPTICAL EQUIPMENT FOR DISPLAY WITH REINFORCED WAVE GUIDE AND MANUFACTURING PROCESS THEREFOR
US8398753B2 (en) 2004-06-07 2013-03-19 Entegris, Inc. System and method for removing contaminants
WO2006018840A2 (en) 2004-08-16 2006-02-23 Ellumina Vision Ltd. Electron microscope array for inspection and lithography
EP1811553A4 (en) 2004-10-21 2009-09-16 Hoya Corp APPARATUS AND METHOD FOR DEPOSITING FINE PARTICLES
US7444961B1 (en) 2005-04-11 2008-11-04 Ellis James S Animal sorting and grading system using an internal evaluation to predict maximum value
US20070018764A1 (en) * 2005-07-19 2007-01-25 Analisi Tecnologica Innovadora Per A Processos Device and method for separating magnetic particles
WO2007016800A1 (en) 2005-08-09 2007-02-15 Etech Ag Air cleaner system
EP1941601A2 (en) 2005-10-07 2008-07-09 Raabe-Asprey, Joan Electromagnetic thrust system
JP4795847B2 (ja) 2006-05-17 2011-10-19 株式会社日立ハイテクノロジーズ 電子レンズ及びそれを用いた荷電粒子線装置
JP2008003466A (ja) 2006-06-26 2008-01-10 Mitsutoyo Corp レンズ光学系及び光電式エンコーダ
US8317137B2 (en) 2006-11-20 2012-11-27 Denny Charles Cormier Switchable article and device to generate a lateral or transverse Casimir force for propulsion, guidance and maneuvering of a space vehicle
US20090152176A1 (en) * 2006-12-23 2009-06-18 Baxter International Inc. Magnetic separation of fine particles from compositions
US8088196B2 (en) 2007-01-23 2012-01-03 Air Products And Chemicals, Inc. Purification of carbon dioxide
EP2134471A2 (en) 2007-04-06 2009-12-23 California Institute of Technology Microfluidic device
US9440231B2 (en) 2007-08-14 2016-09-13 Fluidigm Corporation Polymer microfluidic biochip fabrication
US7879123B2 (en) 2007-09-27 2011-02-01 Pall Corporation Inertial separator
US20090187211A1 (en) 2007-12-21 2009-07-23 Abbott Laboratories Vena cava filter having hourglass shape
US7918908B2 (en) 2008-04-30 2011-04-05 Venturedyne, Ltd. Dust collector with equalized cleaning performance
AU2009270736A1 (en) 2008-07-18 2010-01-21 The Regents Of The University Of Colorado, A Body Corporate Geometric diode, applications and method
DE102008035972A1 (de) 2008-07-31 2010-02-04 Pfeiffer Vacuum Gmbh Vakuumpumpanordnung
EP2559535A3 (en) 2008-09-26 2016-09-07 Mikro Systems Inc. Systems, devices, and/or methods for manufacturing castings
US9742049B2 (en) 2009-02-17 2017-08-22 Douglas W. Houle Gravoltaic cells
TW201037385A (en) 2009-04-15 2010-10-16 E Pin Optical Industry Co Ltd Rectangular stacked glass lens module with alignment fixture and manufacturing method thereof
ES2350991B1 (es) 2009-06-03 2011-10-14 Abengoa Solar New Technologies S.A. Planta de concentracion solar de tecnologia de torre con tiro natural.
US9528507B2 (en) 2009-09-03 2016-12-27 Game Changers Llc Distributed thrusters driven gas compressor
WO2011030271A1 (en) 2009-09-14 2011-03-17 Koninklijke Philips Electronics N.V. Apparatus and method for moving and activating an active agent
DE102010023131A1 (de) 2010-06-09 2011-12-15 Basf Se Anordnung und Verfahren zum Trennen magnetisierbarer Partikel von einer Flüssigkeit
EP2675964B1 (en) 2011-02-16 2019-10-02 Dupont Lightstone A light system for building structures
US8723422B2 (en) 2011-02-25 2014-05-13 The Aerospace Corporation Systems and methods for cylindrical hall thrusters with independently controllable ionization and acceleration stages
EP2684016B1 (en) 2011-03-11 2017-09-20 Alliance for Sustainable Energy, LLC Calorimeters for testing energy storage systems and power electronics
TWI407101B (zh) 2011-04-11 2013-09-01 Ind Tech Res Inst 磁分離單元、磁性分離裝置以及分離生化試樣內磁性物質之方法
US8698094B1 (en) * 2011-07-20 2014-04-15 Kla-Tencor Corporation Permanent magnet lens array
EP2993706A1 (en) 2011-07-29 2016-03-09 Corning Incorporated Solar-redshift systems
WO2013085929A1 (en) 2011-12-05 2013-06-13 Lawrence Livermore National Security, Llc Charged particle beam scanning using deformed high gradient insulator
FR2984756B1 (fr) * 2011-12-27 2014-02-21 Commissariat Energie Atomique Dispositif nano et micro fluidique pour la separation et concentration de particules presentes dans un fluide
WO2013122819A1 (en) 2012-02-15 2013-08-22 Qd Vision, Inc. Method of making components including quantum dots, methods, and products
CN104244708B (zh) 2012-04-24 2016-09-14 北欧机械制造鲁道夫巴德尔有限及两合公司 鱼围栏及鱼积聚器
NL2009696C2 (en) 2012-10-25 2014-04-29 Univ Delft Tech Apparatus and method for inspecting a surface of a sample.
ITBO20130002A1 (it) 2013-01-02 2014-07-03 Massimo Carmelo Camarda Dispositivo per la separazione dielettroforetica perfezionato
US10022728B2 (en) 2013-02-01 2018-07-17 Arizona Board Of Regents On Behalf Of Arizona State University Punctuated microgradients for improved separations of molecules and particles
GB2512291B (en) 2013-03-22 2015-02-11 M Solv Ltd Apparatus and methods for forming plural groups of laser beams
US20130283797A1 (en) 2013-06-28 2013-10-31 Shiva Science & Technology Group LLC Fluidic zero-point power and propulsion units
WO2015123300A1 (en) 2014-02-14 2015-08-20 College Of William And Mary Mass transfer device and system generating vortices for particle suspension, concentration, and transport
KR101884387B1 (ko) 2014-12-05 2018-08-01 한국화학연구원 하이브리드 나노세공체를 포함하는 기체 분리 또는 농축용 고분자 분리막, 이의 용도 및 이의 제조방법
WO2016094715A2 (en) 2014-12-10 2016-06-16 Berkeley Lights, Inc. Movement and selection of micro-objects in a microfluidic apparatus
US10593856B2 (en) 2015-05-26 2020-03-17 George Mason University Mechanical and thermal electric generators
JP6691451B2 (ja) 2015-08-06 2020-04-28 新光電気工業株式会社 配線基板及びその製造方法と電子部品装置
US11177317B2 (en) 2016-04-04 2021-11-16 Synopsys, Inc. Power harvesting for integrated circuits
US20190120213A1 (en) 2017-10-25 2019-04-25 Mark Anthony Pederson Amalthea venturi thermal cycle
US20190186786A1 (en) 2017-11-10 2019-06-20 Paul NEISER Refrigeration apparatus and method
KR20200138187A (ko) 2018-02-09 2020-12-09 폴 네이저 필터 장치 및 방법
US11260330B2 (en) 2018-02-09 2022-03-01 Paul NEISER Filtration apparatus and method
EP3752876A1 (en) 2018-02-15 2020-12-23 Neiser, Paul Apparatus and methods for selectively transmitting objects
US20190255536A1 (en) 2018-02-17 2019-08-22 Paul NEISER Apparatus and method for filtering
US20190352022A1 (en) 2018-05-16 2019-11-21 Robert L. De Biase Force Cell to Provide Propellant-Less Propulsion for Linear Thrust Applications and Fuel-Less Torque for Rotary Applications Using External Casimir Forces
EP3891393A1 (en) 2018-12-03 2021-10-13 Neiser, Paul Apparatus and method for producing a force

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11666924B2 (en) 2018-02-15 2023-06-06 Paul NEISER Apparatus and methods for selectively transmitting objects
CN112074349A (zh) * 2018-02-17 2020-12-11 P·奈瑟 用于选择性透射对象的设备和方法

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