新的“超级”超声波，甚至可以听到个别细菌

几十年来，超声波技术已被广泛用于帮助潜艇导航，并允许医生对患者进行非侵入性检查，但它可能会变得更加强大。研究人员开发了一种“超级”超声波传感器，这种传感器非常灵敏，可以听到空气分子四处移动或单个细胞的振动。

在普通的超声波设备中，发射器和接收器由压电晶*成。这意味着当电流作用于它们时，它们会振动，从而产生超出人类听觉范围的高频声波。这些声波穿过空气、水或软组织，当它们撞击更坚固的表面时，会以不同的速度反弹回来。当它们回到水晶中时，这个过程以相反的方向运行——振动产生电流，而计算机可以破译这一信息来创建一个图像，例如，子宫中的胎儿可以被清晰地看到。

然而，这些设备的灵敏度是有限的。为了实现这个目标，昆士兰大学的研究人员使用完全不同的设置来制造超声波传感器。在这项研究中，接收器是一个微小的硅片，宽148微米，厚1.8微米，后面是一个激光器。当声波在不同的地方撞击磁盘时，表面会有轻微的变形，激光可以读取这些干扰，从而产生更精确的图像。

“这是基于我们利用激光测量纳米级机械运动的新能力——在米级(原子核宽度的千分之一)，”该研究的通讯作者沃里克·鲍文教授向《新地图集》解释道。“开发这种能力是为了实现新的量子技术。在这里，我们用它来代替超声波感应。超声波驱动硅片上微尺度结构的机械振动，然后我们用激光读出。”

根据鲍恩的说法，这些新传感器的精度比现有技术高100倍左右..该装置可以测量超声波，这些超声波施加的力非常小，它们的重力对病毒有很大影响，而且它实际上可以听到随机运动的空气分子。从更实际的意义上来说，这种超声波可以很快用于听单个细胞和细菌的声音。

“在短期内，传感器可以提供一种研究细胞健康和功能的新方法，”鲍文说。“活细胞随着它们的运作而振动。倾听这些振动可以提供信号，不仅关于细胞是活的还是死的，还关于它是健康的还是生病的，是正常的还是恶性的，或者仅仅关于内部过程是什么。我们的传感器提供了一种在单细胞水平上直接听到这些振动的方法。”

最后，该技术还可用于改善航空和水下航行器的导航，并从长远来看开启一系列全新的医学成像可能性，如监测个体细胞在体内的运动。