声波镊子对粒子进行挤压

在这个视频中没有物理结构。引导粒子穿过液体的“墙”实际上是声波的复杂组合，这种声波是由一种叫做阴影波导的新技术产生的。作者:李俊飞，杜克大学

“影子波导”听起来像是科幻电影里的东西，但它实际上是工程师开发的一种技术，用声音操纵物质。

来自美国杜克大学的研究人员刚刚提出了一种新型的声镊子它利用声波移动小物体，而不接触它们。它们的应用范围从微型机器人到药物递送到生物医学科学(例如针对肿瘤或执行手术)．

这种新方法利用复杂的声学模式来控制悬浮在液体中的微小颗粒。作为德年代订阅了在论文中科学的进步在美国，该团队使用两个声源在一个房间内创建一个严格限制的声场，并让粒子通过它。

之前的技术已经证明，声波镊子可以捕获、旋转和移动各种各样的粒子。但这也有局限性——目前的设置通常使用多个声源，这些声源会影响彼此同步的粒子。通过在腔内建立坚固的通道结构，可以独立地操纵粒子，但这可能会损害粒子并减慢它们的运动。

这种新的阴影波导技术可以影响单个粒子，而不需要任何内部结构。

来自杜克大学的合著者史蒂夫·卡默解释说:“我们想将声波能量注入腔室，并使用腔室外的一个结构来控制腔内声波的形状。”

“结果就像一种用于声音传播的光纤，它可以改变声音传播的形状，并故意将一些能量泄漏到腔中——一种声音阴影——以虚拟通道控制内部粒子。”

阴影波导是由3d打印的模具制成的，模具中填充了聚二甲基硅氧烷(PDMS)，一种硅胶，里面有空气通道。这些通道决定了声波在哪里以及如何进入腔体，从而决定了如何控制粒子。导向模具留在腔室外，但PDMS具有与水非常相似的特性，允许声波从导向模具轻松地进入腔室。

利用这种设置，研究小组在腔室的两端放置两个声源，并利用它们来移动粒子穿过腔室，在复杂的路径上展示精确控制的速度。

下一步:灵活性。

同样来自杜克大学的合著者李俊飞说:“声学设备很难重新配置，但我们很想找到一种方法使之成为可能，因为这将极大地提高这项技术的可用性。”

“目前，我们正在寻找具体的挑战，我们可以利用这些阴影波导来解决，将其从概念验证演示转移到更复杂的应用。”