3D打印聲全息圖系統(tǒng)問世 速度更快、成本更低

英國(guó)《自然》雜志21日發(fā)表的一篇工程學(xué)論文，報(bào)告了一種全新的制造3D復(fù)合聲場(chǎng)的方法——聲全息圖，即用3D打印機(jī)制造塑膠底片，其制造的聲場(chǎng)可以通過非接觸方式操控液體和空氣中的物體，比運(yùn)用現(xiàn)有技術(shù)制造的聲場(chǎng)精密100多倍，而且速度更快、成本更低，該成果有助于改善醫(yī)療成像并推動(dòng)超聲的新應(yīng)用。
理論上來(lái)講，聲音，尤其是超聲，可作為非接觸方式用于操控液體和空氣中的物體。但目前的方法一般需要類似揚(yáng)聲器設(shè)備一樣的換能器陣列，負(fù)責(zé)將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為聲音。將它們連接在一起進(jìn)行控制時(shí)要非常小心，才能形成所需的3D聲場(chǎng)，且生成聲場(chǎng)的規(guī)模和復(fù)雜程度均受到若干限制。

此次，德國(guó)馬普學(xué)會(huì)智能系統(tǒng)所的研究人員皮爾·費(fèi)希爾及其同事簡(jiǎn)單地生成了聲全息圖，他們使用3D打印機(jī)制造了塑膠底片，當(dāng)它置于單個(gè)換能器之前，即可改變聲波，從而制造出所需的聲場(chǎng)。在實(shí)驗(yàn)中，研究人員使用該聲全息圖系統(tǒng)迫使懸浮于水中的微粒匯聚，形成類似飛翔的和平鴿一樣的圖像。
研究人員表示，可以使用該系統(tǒng)沿著特定路徑，移動(dòng)液體中的物體，也可以將液滴懸浮于空氣中。論文作者提出，他們的聲全息圖使快速制造復(fù)合聲場(chǎng)成為可能，所得聲場(chǎng)可適用于超分辨率成像、局部加熱以及個(gè)體化用藥。

在論文隨附的新聞與觀點(diǎn)文章中，澳大利亞莫納什大學(xué)的阿德里安·尼爾德表示，研究人員通過簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)裝置就創(chuàng)建出一個(gè)非常復(fù)雜精細(xì)的聲全息圖，其不但可被用來(lái)操縱微尺度物體，還將在醫(yī)療領(lǐng)域發(fā)揮巨大潛力。


全息技術(shù)在三維空間展現(xiàn)事物之間的聯(lián)系、變化和因果關(guān)系，在用光波或聲波生成的“海市蜃樓”中，還原物體的形象和其他信息。傳統(tǒng)生成復(fù)合聲場(chǎng)的技術(shù)復(fù)雜、操作繁瑣、所造聲場(chǎng)規(guī)模有限，而本文新技術(shù)不但大大縮短了前期操作時(shí)間，還將操控精度提高了上百倍，幾乎直接將實(shí)驗(yàn)室水平升級(jí)到產(chǎn)業(yè)水平,請(qǐng)關(guān)注南極熊3d打印網(wǎng)。

來(lái)源：科技日?qǐng)?bào)社-中國(guó)科技網(wǎng)

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