科学家首次用声波同时操纵多件物体

新华社北京12月26日电——利用声波“远距离移动物体”取得了重大进展。欧洲研究人员最近表示，他们已经使用微型扬声器和一种新算法来创建声场，首次实现了用声波同时操纵多个物体。这意味着在不太远的将来，医生可以在不接触病人的情况下进行一系列手术。

英国布里斯托尔大学与西班牙纳瓦拉公立大学等机构的研究人员合作，使用这种新算法来控制256个微型扬声器阵列。产生的声场可以被超声波“捕获”，同时移动多个物体，使它们悬浮在指定的位置。研究人员称这种技术为“声镊子”，相关论文发表在美国国家科学院杂志上。

为了验证“声波镊子”系统的准确性，研究人员将两毫米的聚苯乙烯球附着在金属丝的两端，然后用“声波镊子”成功地将金属丝“缝合”到一块布上。实验还表明，该系统可以同时控制高达25毫米的聚苯乙烯球在空气中的三维运动。

研究人员认为，“声镊”技术有望用于在微米级操纵细胞，并将它们放置在3D打印组件或活体组织上的指定位置。在未来，该技术将在医学和其他领域具有广阔的应用前景，如缝合体内伤口和将药物输送到目标器官。

美国科学家阿瑟·阿什·金因发明“光镊”技术获得2018年诺贝尔物理学奖。它的原理是利用激光束操纵和移动微小物体，如原子、病毒和活细胞。

研究人员称，“声镊子”的功能与“光镊”相似，但在人体组织内的相关操作中，“声镊子”比“光镊”更具优势。首先，激光只能通过透明介质，这限制了其在生物组织中的应用，而超声波可以穿透人体组织而不造成伤害，并且已经被用于怀孕期间的常规检查和诸如肾结石等疾病的治疗。其次，“光镊”在操纵细胞时有杀死细胞的危险，而“声镊”使用少得多的能量来达到同样的操纵目的，这需要大量的应用来操纵活细胞。“声波镊子”工具是“最适合这样做的”。