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聲波技術新突破 物體懸浮不是夢

【記者王明/編譯】幾十年來,科學家們已能運用聲音的能量讓昆蟲和魚等小型物品懸浮空中。最近,瑞士科學家已成功研發物體懸空移動的技術。他們表示,由於這項聲波懸浮(acoustic levitation )技術的突破,科學家將可應用在製藥和電子製造業等許多領域。

據《華盛頓郵報》報導,該研究作者、瑞士蘇黎世聯邦理工學院(ETH Zurich)機械工程師波理卡可斯(Dimos Poulikakos)說,他主持的研究團隊進行了多次懸空實驗,曾經把木製牙籤懸空轉動及前後移動,都是前人未曾接觸的研究範疇。

聲波在物體表面施加壓力時,其影響幾乎難以察覺,但如果振動強度夠大,聲波即具有抵消物體重力的作用。

波理卡可斯說,他們利用約為160分貝的聲音強度,超過火箭發射位置附近的音量,足以使耳膜破裂。然而,他們應用24,000赫茲頻率的聲波,相當於狗笛發出的高頻範圍,在沒有保護的條件下,依然能夠從事研究,不受噪音干擾。

報導說,他們設計的懸浮裝置外表與棋盤近似,其中每一方格有如一分錢大小,各自發出不同聲波。此外,隔著極短的距離,於棋盤上方放置一塊大型且透明的塑膠板,作為反射聲波之用,如果聲波強度充足,物體可以懸空並在狹小的空間中移動。

佛雷斯帝說,假使力量過猛,聲波會造成水滴爆開,而若向上推力不足,水滴會掉落,無法對抗重力。最終,他發現了成功的技巧:須「送出」物體的方格緩慢地降低聲音強度,並同時提高「接收」物體方格的聲音強度。

韋伯說,波理卡可斯這項超越不動懸浮的新技術,未來可應用於製藥業,科學家能將不同溶液懸空並相互混合,從而避免潛在的容器污染問題。

這項研究結果發表於七月中旬出刊的《美國國家科學院學報》(Proceedings of the National Academy of Sciences)上。