科学家们发明了一种设备，该设备利用强烈的声波使微小物体悬浮并在没有任何直接接触的情况下移动它们，这种技术已在超现实的镜头中捕捉到，小棍子、珠子和水滴诡异地悬浮在空中，仿佛被施了魔法。
根据发表的研究，该设备名为LeviPrint，开创了一种非接触式制造新技术，并首次展示了对细长物体的前所未有的操纵，该研究将于今年8月在不列颠哥伦比亚省温哥华举行的SIGGRAPH会议上发表。
LeviPrint能够移动如此小的物体，甚至是液滴，可以实现小型机器的微细加工，例如手表或相机部件，而不会因直接内容而面临交叉污染的风险。根据这项新研究，它也可能被证明对生物工程有用，因为该设备“可以在细胞培养基甚至生物体内组装微观物体”。
“非接触式制造可以减少交叉污染，操作各种各样的零件（珠子、液体、棍棒、粉末……）并通过孔和空腔移动这些零件，”纳瓦拉公立大学的研究员Asier Marzo说。“例如，我们通过将所有组件插入侧面的小孔，在一个由金属网制成的瓶子内建造了一艘小船。”
虽然许多团队已经尝试过声悬浮技术，这是一种利用声波压力来悬浮物质的技术，但Marzo和他的同事是第一个将小颗粒和液滴的操纵结合到一个完整的原型中用于非接触式制造的人。
LeviPrint也是第一个使用声阱来悬挂细长物体的设备，这对于需要横梁、木棍或大梁的制造过程很有用。虽然这些测试是以空气为介质进行的，但在水中还有更多奇特的可能性。
“大多数最酷的应用都是在水基介质而不是空气中运行时，”Marzo说。“在空气中起作用的相同技术可以直接转化为水基介质。事实上，这更容易，因为物体重量更轻，超声波在水中传播得更好。”
他补充说：“LeviPrint技术可以控制体内细长物体的方向，例如针或微型探针。”尽管他指出，该团队仍需要开发适合在水中执行的设备发射器。
虽然LeviPrint有坚实的科学基础，但其能力的奇异镜头使团队看起来像是在施法。Marzo和他的同事们并没有忘记这种印象，尽管他们已经在该设备的具体细节上投入了数年时间。
“第一次悬浮某物是一种非常神奇的体验，尤其是当你的童年充满巫师或科幻电影时，”Marzo说。“你开始慢慢地移动元素并从各个角度观察它，就像将所有注意力集中在魔术上一样。但你很快就习惯了，你想悬浮越来越复杂的东西，执行更快、更复杂的动作，寻找系统的极限。”
“我们在以前的设备上发现的限制是创造可以走得更远的东西的一大动力。”他补充道。
“我们承认，在过去几年之后，我们已经非常习惯于操纵悬浮样品，手动操作可能会有点棘手，因为你的手会颤抖，并且振动会与被捕获的粒子产生共振。这就像用勺子上的鸡蛋奔跑的游戏。因此，当我们切换到机械臂时，考虑到它的准确性、速度和没有任何晃动，这让我们松了一口气。”
“我们使用的设备是由几个非电子专家的研究人员组装的原型，但它足以展示潜在应用的技术和提示，”Marzo总结道。“现在，一家大型工程公司可以制造更强大、更精确的悬浮装置，从而提供更高的精度和使用铝甚至钢等材料的能力。我们希望看到一个具有生物医学应用经验的研究小组采用这种技术在水基介质和生物材料中进行操作。”
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