“声学镊子”使用声波来悬浮物质

声音会对物质产生强大的影响。毕竟,声音在海浪中袭击了我们的世界 – 空气分子的振动从我们身上反弹,吸收或通过我们周围的物质。声波

声音会对物质产生强大的影响。毕竟,声音在海浪中袭击了我们的世界 – 空气分子的振动从我们身上反弹,吸收或通过我们周围的物质。训练有素的歌剧歌手的声波会破碎酒杯。从喷气机中,它们可以倒塌一堵石墙。但是,也可以利用声音与物质进行微妙的互动。

自1980年代以来,研究人员一直在使用声音通过一种称为声学陷阱的现象来移动物质。该方法是基于声波产生声学辐射力的事实。

美国物理社会写道:“当声波与粒子相互作用时,它既施加振荡力,又发挥较小的稳态’辐射’力。” “后一种力是用于捕获和操纵的力。辐射力是通过传播声波或声场中的能量梯度的散射产生的。”

当微小的颗粒遇到这种辐射时,它们倾向于将它们朝向声场中某些压力和速度的区域。研究人员可以通过工程声波“捕获”(或悬浮)在空气中的微小颗粒来利用这种趋势。这样做的设备通常称为“声学镊子”。

建造更好的镊子

最近在《日本应用物理学杂志》上发表的一项研究描述了研究人员如何创建一种新型的声学镊子,能够将小型聚苯乙烯球提升到空中。

声音的镊子:反射性surfaceyoutu的声学操纵。

这不是成功的“声学镊子”设备的第一个例子,但是新方法可能是第一个克服声学陷阱中常见问题的方法:声波从反射表面弹跳,这会破坏声学陷阱,以最大程度地减少反射率的问题,最近的研究背后的团队配置了超声波传感器,以使它们以战略方式产生重叠的声波能够从反射表面提起一小部分聚苯乙烯。通过更改换能器的发声方式,团队可以将声学陷阱移动到空间,从而移动物质。

移动,但不要触摸

到目前为止,该设备只能以不同程度的成功移动毫米大小的物质。团队指出:“当我们移动粒子时,它有时会散开。”尽管如此,改进的声学诱捕和其他无接触式提升技术(如光学镊子(通常用于医学))可能会在许多未来的应用中有用,包括细胞分离,纳米技术和生物学研究。

未来的声学诱捕设备能否提升大型和重物,甚至可以提升人类?似乎有可能。 2018年,布里斯托大学的研究人员通过直径大于声波长度进行了声学诱捕颗粒,这是一个突破,因为它超过了“经典的雷利散射极限,以前限制了稳定的声学粒子诱捕”,研究人员在研究人员中写道。他们的研究。

换句话说,该技术(涉及在龙卷风状的声学陷阱中悬浮物质)表明,可以扩大声学陷阱。

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