Ny studie: Ljudvågor som precisa verktyg för att flytta objekt i dynamiska miljöer

StockholmForskare vid EPFL:s ingenjörsskola har utvecklat ett nytt sätt att förflytta objekt med hjälp av ljudvågor. Denna metod, kallad wave momentum shaping, skiljer sig från optiska pincetter som använder laserstrålar för att flytta små partiklar och kräver kontrollerade förhållanden för att fungera.

Vågimpulsformning kan tillämpas i många olika sammanhang. Den påverkas inte av omgivningen eller materialet hos objektet. Forskare behöver bara känna till objektets position, och ljudvågorna sköter resten.

Experimenten använde en stor vattentank. Forskare flyttade en pingisboll som flöt på vattnet med hjälp av ljudvågor. En kamera följde bollens position.

Fördelarna med vågmomentumformning inkluderar:

• Fungerar i okontrollerade och dynamiska miljöer
• Effektiv för att förflytta sfäriska och komplicerade objekt
• Enkel och allmän metod inspirerad av optisk vågfrontformning
• Lämplig för biomedicinska tillämpningar
• Är icke-invasiv och ofarlig
• Har potential för 3D-utskrift

Metoden publicerades i tidskriften Nature Physics. Forskarna samarbetade med universitetet i Bordeaux, Nazarbayev-universitetet och Wiens tekniska universitet.

Läs också:

Idag · 02:08

Historisk fosteravård gav makt åt fattiga kvinnor

Teamet utförde fler tester och satte upp hinder för att efterlikna komplexa system såsom människokroppen. Ljudvågorna flyttade bollen runt dessa hinder och bevisade att metoden fungerade väl under föränderligaförhållanden.

Ljud har potential inom medicinska tillämpningar. Det kan transportera läkemedel till cancerceller och styra celler utan fysisk kontakt, vilket minskar risken för kontaminering eller skador. Detta är användbart vid studier av biologi och utveckling av vävnader.

Vågimpulsformning är ett enkelt och lovande koncept baserat på rörelsemängdens bevarande. Forskare tror också att det kan tillämpas på ljus. Deras nästa steg är att genomföra experiment i mindre skala. De planerar att använda ultraljudsvågor för att flytta celler under ett mikroskop. De har redan fått finansiering från Schweiziska nationella vetenskapsstiftelsen (SNSF).

Denna forskning visar att ljudvågor kan förflytta föremål med precision. Metoden fungerar bra i olika miljöer och situationer. Den skulle kunna användas inom många områden, som medicin och teknik.