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科學家首次用聲波同時操縱多件物體相關(guān)論文發(fā)表在美國《國家科學院學報》

2018-12-27 16:44:16來源：新華網(wǎng)

英國布里斯托爾大學與西班牙納瓦拉公立大學等機構(gòu)的研究人員合作，利用這種新算法控制由256個微型揚聲器組成的陣列

，所產(chǎn)生的聲場可通過超聲波“捕獲”并同時移動多件物體

，使它們懸浮

用聲波“隔空移物”又有了重要進展

。歐洲研究人員近日說

，他們借助微型揚聲器和一種新算法制造出聲場，首次實現(xiàn)用聲波同時操縱多件物體

。這意味著在不太遙遠的未來

，醫(yī)生也許能在完全不接觸患者的情況下實施一系列手術(shù)。

英國布里斯托爾大學與西班牙納瓦拉公立大學等機構(gòu)的研究人員合作

，利用這種新算法控制由256個微型揚聲器組成的陣列

，所產(chǎn)生的聲場可通過超聲波“捕獲”并同時移動多件物體，使它們懸浮于指定位置

。研究人員將這項技術(shù)稱為“聲鑷”，相關(guān)論文發(fā)表在美國《國家科學院學報》上

。

為驗證“聲鑷”系統(tǒng)的精確度

，研究人員把兩個毫米級聚苯乙烯球附著到一根線的兩頭，然后用“聲鑷”成功把這根線“縫”到一塊布上

。實驗還顯示

，這個系統(tǒng)能同時控制多達25個毫米級聚苯乙烯球在空氣中的三維運動。

研究人員認為

，“聲鑷”技術(shù)有望用來在微米尺度操縱細胞

，把它們置于3D打印組件或活體組織的指定位置。未來

，該技術(shù)將在醫(yī)學等領(lǐng)域有廣闊的應用前景

，比如可縫合身體內(nèi)部傷口

、把藥物送達目標器官等

。

美國科學家阿瑟·阿什金憑借發(fā)明“光鑷”技術(shù)獲得2018年諾貝爾物理學獎

，其原理是利用激光束操縱和移動微小物體，例如可以“夾住”原子

、病毒以及活細胞等

。

研究人員說，“聲鑷”有著與“光鑷”類似的能力

，但“聲鑷”在人體組織內(nèi)部的相關(guān)操作方面比“光鑷”更具優(yōu)勢

。首先，激光只能穿過透明介質(zhì)

，這局限了它在生物組織里的應用，而超聲可無傷害地穿透人體組織

，已被用于孕期例行檢查及腎結(jié)石等疾病的治療;其次

，“光鑷”在操控細胞時有把細胞殺死的風險，而“聲鑷”在達到同樣的操控目的時所用能量小得多

，操控活細胞的應用需求很多

，“聲鑷”工具是“最適合做這個的”。

責任編輯：孫知兵

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