새 연구: 소리파동을 활용한 다양한 환경에서의 정밀 물체 이동 기술 발전

SeoulEPFL 공대 연구팀이 음파를 이용해 물체를 이동시키는 새로운 방법을 개발했습니다. '파동 모멘텀 조형'이라고 불리는 이 방법은, 레이저 빔을 이용해 미세 입자를 이동시키고 조절된 환경에서만 작동하는 광학 핀셋과는 다른 방식입니다.

파동 모양 변환은 다양한 상황에서 활용될 수 있습니다. 이는 환경이나 물질의 종류에 의존하지 않습니다. 연구자들이 알아야 할 것은 단지 물체의 위치 뿐이며, 나머지는 음파가 모두 처리해 줍니다.

과학자들은 대형 수조에 물을 채우고 그 위에 떠 있는 탁구공을 음파로 이동시켰습니다. 카메라가 공의 위치를 추적했습니다.

파동 운동량 조정의 장점은 다음과 같습니다:

• 제어되지 않은 동적인 환경에서도 효과적
• 구형 및 복잡한 물체를 이동시키는 데 유용
• 광학적 파형 조정에서 영감을 받은 간단하고 범용적인 방법
• 생의학 분야에 적합
• 비침습적이며 무해함
• 3D 프린팅에 대한 잠재력 있음

이 방법은 네이처 피직스 저널에 발표되었습니다. 연구진은 보르도 대학, 나자르바예프 대학교, 빈 공과대학교와 협력하여 연구를 진행했습니다.

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팀은 복잡한 시스템인 인체를 대표하는 장애물을 설치하고 더 많은 실험을 진행했다. 음파는 이러한 장애물을 피해 공을 움직였고, 변화하는 조건에서도 이 방법이 효과적으로 작동함을 증명했다.

소리는 의학에서 유용한 가능성을 가지고 있습니다. 소리를 이용하여 약물을 암세포로 이동시킬 수 있으며, 물리적인 접촉 없이 세포를 조작할 수도 있어 오염이나 손상의 위험을 줄입니다. 이는 생물학 연구와 조직 생성에 매우 유용합니다.

파동 운동량 조절은 운동량 보존에 기반한 단순하고도 고무적인 개념입니다. 연구자들은 이 개념이 빛에도 적용될 수 있다고 생각하고 있습니다. 그들은 이제 더 작은 규모의 실험을 진행하려고 합니다. 초음파를 사용하여 현미경 아래에서 세포를 이동시키는 실험을 계획 중입니다. 이들은 이미 스위스 국립과학재단(SNSF)으로부터 자금을 확보했습니다.

이 연구에 따르면 소리 파동이 물체를 정확하게 이동시킬 수 있다는 것이 밝혀졌습니다. 이 방법은 다양한 환경과 상황에서도 효과적으로 작동합니다. 의학과 공학을 포함한 여러 분야에서 사용할 수 있는 가능성이 있습니다.