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3D打印聲全息圖系統(tǒng)問世 速度更快、成本更低

放大字體??縮小字體 發(fā)布日期:2016-09-26??來源:互聯(lián)網(wǎng)??作者:紙引未來
核心提示:
訊:英國《自然》雜志21日發(fā)表的一篇工程學(xué)論文,報告了一種全新的制造3D復(fù)合聲場的方法——聲全息圖,即用3D打印機制造塑膠底片,其制造的聲場可以通過非接觸方式操控液體和空氣中的物體,比運用現(xiàn)有技術(shù)制造的聲場精密100多倍,而且速度更快、成本更低,該成果有助于改善醫(yī)療成像并推動超聲的新應(yīng)用。

  理論上來講,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聲器設(shè)備一樣的換能器陣列,負(fù)責(zé)將電信號轉(zhuǎn)化為聲音。將它們連接在一起進(jìn)行控制時要非常小心,才能形成所需的3D聲場,且生成聲場的規(guī)模和復(fù)雜程度均受到若干限制。

  此次,德國馬普學(xué)會智能系統(tǒng)所的研究人員皮爾·費希爾及其同事簡單地生成了聲全息圖,他們使用3D打印機制造了塑膠底片,當(dāng)它置于單個換能器之前,即可改變聲波,從而制造出所需的聲場。在實驗中,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)合聲場成為可能,所得聲場可適用于超分辨率成像、局部加熱以及個體化用藥。

  在論文隨附的新聞與觀點文章中,澳大利亞莫納什大學(xué)的阿德里安·尼爾德表示,研究人員通過簡單的實驗裝置就創(chuàng)建出一個非常復(fù)雜精細(xì)的聲全息圖,其不但可被用來操縱微尺度物體,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)合聲場的技術(shù)復(fù)雜、操作繁瑣、所造聲場規(guī)模有限,而本文新技術(shù)不但大大縮短了前期操作時間,還將操控精度提高了上百倍,幾乎直接將實驗室水平升級到產(chǎn)業(yè)水平。
 

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