3D打印聲全息圖系統(tǒng)問世 速度更快、成本更低

英國《自然》雜志21日發(fā)表的一篇工程學論文，報告了一種全新的制造3D復合聲場的方法——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，負責將電信號轉(zhuǎn)化為聲音。將它們連接在一起進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)模和復雜程度均受到若干限制。

此次，德國馬普學會智能系統(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)建出一個非常復雜精細的聲全息圖，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)生成復合聲場的技術(shù)復雜、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,請關(guān)注南極熊3d打印網(wǎng)。

來源：科技日報社-中國科技網(wǎng)

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