用聲波可懸浮並移動物體？

多年前，科學家就已掌握了如何利用聲波把一些小物體懸浮起來。而現在科學家懂得如何在此基礎之上移動這些小物體。

懸浮物體並不是很新的技術，光、電場和磁場都可以使物體懸浮起來。但是這些技術都存在著不足。例如，光只可以懸浮非常微小的物體，最大也不過是一個細胞大小。而可被電或磁懸浮起來的物體必須具有電磁屬性。聲波就沒有這些不足了，它可懸浮比細胞更大的物體，並且不需要物體具有特定的屬性。

那麼聲波是如何懸浮物體的呢?原理其實很簡單。聲波是一種壓力波，可產生向上的壓力以抵消重力。為了使物體穩定地懸浮起來，必須保證壓力在某些點上穩定不變，而駐波——一種無法前進的波——就可以滿足這個條件。懸浮物體的儀器主要是由開口向上的揚聲器和其正上方的反射板構成。揚聲器產生的特定頻率的聲波遇到反射板時就會原路返回，發射波和反射波互相疊加就可產生駐波。在駐波上存在一系列靜止不動的節點，在這些節點上存在穩定的壓力，只要調整好聲波的頻率，就可使得這些節點的壓力正好抵消掉重力，這樣在節點上的物體就可以懸在空中了。

如何在此基礎之上移動物體呢?最近來自瑞士的研究人員終於解決了這個問題。他們建了一個由許多小的揚聲器排列成的方陣，每一個揚聲器的直徑大小為15毫米，每個揚聲器的上面也有對應的反射板。如果在揚聲器方陣上有懸浮物體的話，那麼研究人員緩慢調低懸浮物體下面揚聲器的功率，提高相鄰揚聲器的功率，這樣物體就會滑動到旁邊的揚聲器上，不斷重複這樣的過程，物體就可以平行移動了。

懸浮並移動一個類似水滴的小物體，聲音強度需要達到160到165分貝，這相當於火箭發射時產生的聲音強度。所以過去的科學家直接把儀器放到特殊的隔音室內，以防止對自己的耳朵產生害處。而這次，研究人員把聲音頻率調到2萬赫茲，這個頻率已經高出了人類聽覺的頻率範圍，不會對人耳朵造成傷害。

研究人員使用這台儀器做了多次懸浮並移動小物體的實驗。例如，把兩滴水融合或者分開，移動一粒微塵去接觸水滴等等。另外，研究人員還使用這台儀器來實現DNA轉染。所謂DNA轉染，就是把一段別的DNA滲入到細胞內，並使得此細胞獲得新的遺傳性的過程。研究人員發現，由於使用這台儀器可以使實驗在懸浮狀態進行，所以可以提高DNA轉染的成功率，從而節省了原材料。

這台儀器懸浮並移動的，只能是密度小於或等於水的物體，對於物體大小和形狀沒有要求。研究人員曾成功懸浮並移動了一根牙籤，使這根牙籤橫跨了5個揚聲器。如果想要懸浮並移動密度更大的物體，那就得提高聲音的強度了。

用聲音懸浮並移動物體的技術具有很多潛在的應用。例如在生物藥劑學方面，使用這種技術就可以使藥劑溶質在溶液蒸發時處在懸浮狀態，這樣最終留下的藥劑沒有晶體結構，這種藥劑會比有晶體結構的藥劑更容易被人體吸收。另外也可以使用這種技術去操控那些危險的化學物質，而不會對相關容器產生損害。

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