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科學(xué)家開發(fā)“聲學(xué)鑷子” 用聲波“操控”物體環(huán)球網(wǎng) 2021-07-27 |
據(jù)外媒報道稱,研究人員開發(fā)了一種新技術(shù),可以利用聲波對小型物體進行非接觸性“操控”。
據(jù)介紹,不接觸物體而移動物體的能力可能聽起來像魔術(shù),但在生物學(xué)和化學(xué)界,被稱為光學(xué)捕獲(optical trapping)的技術(shù)多年來一直在幫助科學(xué)家利用光來移動微觀物體。而“聲學(xué)捕獲”是一種使用聲音而不是光波的替代方法。聲波可以應(yīng)用于更廣泛的物體尺寸和材料,甚至可以成功操縱毫米級的顆粒。
但是,聲學(xué)懸浮和操縱需要克服的技術(shù)挑戰(zhàn)也是巨大的。特別是要單獨和準(zhǔn)確地實時控制大量的超聲換能器陣列,并獲得正確的聲場來提升遠(yuǎn)離換能器本身的物體,特別是在反射聲音的表面附近,這并不容易。
現(xiàn)在,研究人員想出了一種新的方法——利用半球形的換能器陣列將毫米大小的物體從反射表面抬起。他們驅(qū)動陣列的方法并不涉及單個元素的復(fù)雜尋址。相反,他們將陣列分割成可管理的區(qū)塊,并使用反向濾波器找到最佳的相位和振幅來驅(qū)動它們,以便在離換能器本身一定距離的地方形成一個單一的陷阱。通過調(diào)整他們?nèi)绾坞S時間驅(qū)動這些塊,他們可以改變其目標(biāo)場的位置,并移動他們所捕獲的粒子。
外媒稱,盡管在保持粒子被捕獲和穩(wěn)定方面仍然存在挑戰(zhàn),但這項新技術(shù)有望在將聲學(xué)捕獲從科學(xué)好奇心轉(zhuǎn)變?yōu)閷嶒炇液凸I(yè)的實用工具方面取得重大進展。
責(zé)任編輯:王超




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