- News Focus
文章專區
2019-02-01超聲波打造聲鑷技術 可同時操控多項物體
590 期
Author 作者
編輯部
雖說外科醫師還無法如同1960年代的科幻片《聯合縮小軍》（Fantastic Voyage）將身體縮小進入人體進行手術，但或許能透過另一種方式實現這個夢想，好比在去（2018）年諾貝爾物理學獎大放異彩的光鑷技術。然而，由於雷射光需在透明的介質中傳播，且執行過程中可能危害細胞的存活，種種限制也使其難以被運用在生物技術上。
近日，科學家以類似的構想，將產檢掃描或治療腎結石所使用的超聲波打造成「聲鑷（acoustic tweezers）」，可非侵入式地穿透生物組織，且對細胞來說相對安全。英國布里斯托大學（University of Bristol）機械工程所教授德霖克瓦特 （Bruce Drinkwater）等人於《美國國家科學院刊》（PNAS）發表研究成果，展示如何以聲波懸浮（acoustic levitation）同時操縱多樣物件。
團隊成員麻佐（Asier Marzo）博士解釋，透過新型演算法控制含256個小型揚聲器的陣列，便能打造出結構複雜的鑷狀聲場。為驗證該系統的準確性，團隊將2毫米的聚苯乙烯球體與一條線連結，不僅成功縫補纖維，還可同時操控至少25個此種球體的動作。對於這項技術，團隊相當有信心地表示，該技術在未來1年內可望於水中環境執行，並適用於生物組織上。
除了操縱物體外，該技術還能在微米尺度下將細胞定位在3D列印的組件或活體細胞上，甚至還能大範圍地懸空做出物理全息圖（physical hologram），相當具發展潛力。
Asier Marzo and Bruce W. Drinkwater, Holographic acoustic tweezers, PNAS, 2018.