科學家研發聲波牽引束裝置 可用3D印表機製作

「它還能使蒼蠅之類的小物體懸浮在空中。使用起來非常方便。」該研究團隊帶頭人馬佐博士指出。

該技術讓人們看到了一線希望：將來我們也許能利用類似的技術，移動較大的物體。

新浪科技訊 北京時間1月5日消息，據國外媒體報道，單向聲學牽引束是一種利用單向聲波捕捉並牽引物體的裝置。阿西爾·馬佐博士（Dr Asier Marzo）在西班牙納瓦拉公立大學攻讀博士學位時，曾參與了該裝置的研發。如今，作為布里斯託大學的一名助理研究員，馬佐博士對該技術進行了調整，使得任何人都可以通過3D列印製造出這一裝置，並在一段視頻中給出了解釋。

該研究將被發表在本周的《應用物理通訊》期刊上。其中解釋了聲波束的製造過程。

雖然利用聲波使物體懸浮、移動並不是什麼新概念，但這項新科技的不同之處在於，它不僅僅能用聲波推動物體，還能拉動物體，包括小珠子和昆蟲等等。

馬佐博士表示：「關鍵在於，它能把物體拉向聲源方向。將物體推離聲源是很容易實現的，但要把它們拉向聲源就很困難了。當你移動牽引束時，物體也會隨之移動，否則就會被牽引束困住、一動不動。它還能使蒼蠅之類的小物體懸浮在空中。使用起來非常方便。我們會給出一套使用說明，介紹需要用到哪些部件，還會提供一段分步講解視頻。用到的元件都非常簡單，在亞馬遜上不到50英鎊（約合420元人民幣）就能買到。」

自製聲波牽引束具有非常廣泛的用途，甚至能用來研究低引力環境對生物的影響。

「近期有幾篇論文提出了這樣的問題：如果我們將胚胎懸浮在空中，它會如何生長？如果我們將細菌懸浮在空中，又會發生什麼事情？」馬佐博士指出，例如，研究人員發現，腸道沙門氏菌懸浮在空中時的毒性會增強三倍。有些微生物在微重力環境下會產生不同的反應。」

該裝置採用了三種不同的設計，每種採用了不同的波長，能夠用來牽引不同的物體。

不過，該裝置依然很難牽引直徑超過聲波波長一半的物體。這就導致可以被牽引的物體直徑僅有幾毫米。

該裝置的工作原理如下：牽引束在單個聲源處產生聲波。裝置採用的超材料（metamaterial）中包含大量長度不同的管狀結構。當聲波通過這些管狀結構之後，就構成了牽引束。

馬佐博士指出：「我們此前曾研發過一種牽引束，但它結構複雜、成本高昂，因為它需要用到相位陣列，也就是一套複雜的電子元件系統。而在此次研究中，我們研發了一種簡單的、靜態的牽引束，只需用到一塊靜止的材料。」

研究人員需要解決的主要問題之一是，要讓該裝置不受低端3D印表機的限制。等這一問題解決之後，該研究團隊將著手研發該牽引束的其餘部分，並採用易於購買的、由開源電子設備供應商提供的元件。（葉子）