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科学家仅用声波 “缝制”

科学家首次成功地利用声波同时悬浮和操纵多个物体,利用该系统将一根线 “缝” 到一块织物上。

该系统可用于声学缝合内部伤害或将药物输送到目标器官。

声音会施加很小的声力,并且通过调高超声波的音量 (声音太高,人类听不到),科学家会产生足够强大的声场,以移动小物体。

英国布里斯托尔大学和西班牙纳瓦拉公共大学的科学家将两个毫米聚苯乙烯球连接到一条线上,并使用声学镊子将线 “缝” 成一块织物。

该系统还可以同时控制多达25个这些球体在空气中的3D运动。

英国布里斯托尔大学 (University of Bristol) 的布鲁斯·德林克沃特 (Bruce Drinkwater) 教授说: “现在我们有了更多的多功能性 -- 多双手来移动东西和执行复杂的程序,它打开了以前没有的可能性。”

“我们应用了一种新颖的算法来控制256个小型扬声器的阵列-这就是我们创建复杂的,类似镊子的声场的原因,” 来自纳瓦拉公共大学的Asier Marzo说。

声学镊子具有与2018诺贝尔奖获得者光学镊子相似的功能,后者使用激光捕获和传输微粒。然而,声学镊子在人体组织内的操作方面优于光学系统。

激光仅穿过透明介质,使其难以用于生物组织中的应用。另一方面,超声波通常用于妊娠扫描和肾结石治疗,因为它可以安全,无创地穿透生物组织。

另一个优点是声学设备的功率效率比光学系统高100,000倍。

“光镊子是一项了不起的技术,但总是危险地接近杀死正在移动的细胞,在声学方面,我们正在施加同样的力,但相关的能量要少得多。Drinkwater说: “有很多应用需要蜂窝操纵,声学系统非常适合它们。”

该团队相信,同样的方法可以在大约一年的时间内适应水中颗粒的操作。他们希望不久之后,它可以用于生物组织。

“超声波的灵活性将使我们能够在微米尺度上操作,以将细胞定位在3D打印组件或活体组织内。或者在更大的范围内,悬浮在半空中形成物理全息图的有形像素,“他说。

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