Forscher Asier Marzo EurekAlert
Ein neuer Algorithmus hat kürzlich Wissenschaftlern geholfen, mehrere Objekte mithilfe von Schallwellen in sehr strategischen Positionen zu schweben. Es war das erste Mal, dass Schall dazu beitrug, zahlreiche Objekte in verschiedenen Positionen zu erfassen.
Die Ergebnisse wurden kürzlich in der Zeitschrift veröffentlicht. Verfahren der National Academy of Science. Es wurde vom Engineering and Physical Sciences Research Council EPSRC im Vereinigten Königreich finanziert.
Akustische Pinzette vs. optische Pinzette
Das Team nannte seine akustische "Pinzette" für die Erstellung, um Objekte an gewünschten Positionen genau zu lokalisieren und zu erfassen.
Die Forscher hoffen, dass die Ergebnisse ähnlich wie bei optischen Pinzetten verwendet werden können - dem Objekt, das den diesjährigen Nobelpreis für Physik erhalten hat. Optische Pinzetten verwenden Laser zum Einfangen und Transportieren von Mikropartikeln. Akustische Pinzetten sind anstelle von Lasern sicherer beim Eindringen in Gewebe undeine nichtinvasive Option anbieten.
Laut den Forschern bieten akustische Pinzetten auch optischen Systemen eine höhere Präzision und Effizienz.
"Optische Pinzetten sind eine fantastische Technologie, aber sie kommen immer gefährlich nahe daran, die von ihnen manipulierten Zellen abzutöten. Im Gegensatz dazu können wir mit der akustischen Version Kräfte mit der gleichen Größe, aber mit viel weniger Energie erzeugen. Es gibt viele Anwendungen, die dies erfordernfür die Manipulation von Zellen, und akustische Systeme sind dafür perfekt ", betonte Professor Bruce Drinkwater, Dozent am Institut für Maschinenbau der Universität Bristol.
Die Forscher verwendeten zwei millimetergroße Kugeln an den Enden eines dünnen Fadens. Anschließend verwendeten sie die akustische Pinzette, um ein Stück Stoff zu "nähen". Ihr Algorithmus und System können bis zu 25 Partikel in der Luft genau steuern.
"Die Flexibilität der Ultraschallwellen ermöglicht es uns, auf mikrometrischen Skalen zu arbeiten, um Zellen in gedruckten 3D-Strukturen oder lebendem Gewebe zu bewegen", erklärte der Forscher Asier Marzo. "Wir können aber auch in größerem Maßstab arbeiten, um beispielsweise greifbare Dinge zu schwebenPixel, die verschiedene Objekte in der Luft bilden. "
Die schwebenden Partikel können von mehreren Personen und in mehreren Winkeln gesehen werden. Sie können bei Bedarf auch direkt von Forschern manipuliert und berührt werden.
"Wir sind an zweidimensionale Pixel gewöhnt, die in unseren Monitoren enthalten sind, aber wir möchten eine Technologie sehen, bei der Objekte aus greifbaren Pixeln bestehen, die in der Luft schweben", fügte Marzo hinzu, ein Forscher am Department ofStatistik, Informatik und Mathematik der öffentlichen Universität von Navarra.
Akustische Levitation
Mit Ausnahme des Raumvakuums existiert Schall überall. Die meisten Menschen betrachten Schall nicht als physische Sache. Schall übt jedoch Kraft auf ein Objekt aus, und manchmal gibt es genug Kraft, um ein Objekt zu bewegen. Akustische Levitation verwendetdie Eigenschaften von Schall auf festen Objekten und nutzt sie, um Objekte zum Schweben zu bringen.
Akustische Levitation fasziniert Wissenschaftler seit Hunderten von Jahren. In den letzten Jahren haben Physiker jedoch die Kraft von Schallwellen genutzt, um Partikel oder größere Objekte für andere Bereiche zu zerstreuen. 2012 entdeckten Forscher des Argonne National Laboratory, wie Schall eingesetzt werden kannWellen, um verschiedene Arzneimittel einzeln fallen zu lassen.
Dieses internationale Team hofft, mit der akustischen Pinzette als nächstes Partikel im Wasser manipulieren zu können. Von dort aus gelangen sie zu biologischem Gewebe.