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中国科学家利用声波悬浮活体动物

2006-12-05 00:02 解文军团队 自然杂志 阅读 0
核心摘要: 中国西北工业大学科学家利用声波成功悬浮鱼、蚂蚁等活体动物,未造成明显伤害。该技术基于声波驻波原理,波长与动物尺寸匹配时产生最强悬浮力。研究团队此前已悬浮金属钨球,并计划将技术应用于医药品和合金的无容器包装。动物实验有助于模拟失重环境对人体的影响,为太空医学研究提供新方法。

中国科学家成功利用声波将鱼、蚂蚁等活体动物悬浮在空中,且未对它们造成明显伤害。这一研究成果发表在《自然》杂志上,由西北工业大学的解文军团队完成。

解文军表示,尽管被声波托起的鱼需要持续喷水以维持生命,但蚂蚁、瓢虫、蜘蛛和蜜蜂等昆虫在悬浮过程中未受伤害。研究团队使用磁铁在电场中摆动,激发20毫米波长的声波,与动物尺寸相当,从而产生悬浮力。

声波悬浮技术并非首次出现,其理论可追溯至20世纪30年代。解文军团队此前曾利用超声波悬浮密度较大的金属钨球,相关成果于2001年发表在《应用物理快报》上。《自然》杂志评价称,这种无容器悬浮方法可用于研究和制备新材料。

与1997年荷兰奈梅亨大学利用超导磁石悬浮青蛙的磁悬浮实验不同,声波悬浮利用声波驻波产生的压力梯度抵消重力。当物体尺寸与超声波波长匹配时,悬浮力最强。该技术已成功悬浮水银和铱等腐蚀性或易反应物质,有望实现医药品和合金的无容器包装。

动物悬浮实验的意义在于模拟失重环境对人体的影响,例如太空行走对骨骼和组织的效应。尽管目前尚无法悬浮人类,但小动物的成功悬浮为相关研究提供了新途径。奈梅亨大学的Peter Christianen指出,这项工作的最大价值在于其广告效应,能直观展示技术的潜力。

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