說(shuō)到全息圖,很多人馬上就會(huì)想起《星球大戰(zhàn)4:新希望》中萊婭公主的全息影像,這只是全息技術(shù)在通信系統(tǒng)中的一種應(yīng)用。而實(shí)際上,全息技術(shù)的應(yīng)用要廣泛得多,有些甚至超越了使用光來(lái)創(chuàng)建全息圖的限制。比如來(lái)自德國(guó)馬克斯·普朗克研究所(Max Planck Institute)的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)正在開(kāi)發(fā)一種方法來(lái),該方法主要使用聲音、水和3D打印塊來(lái)創(chuàng)建全息圖。
這一創(chuàng)新的技術(shù)成果最近已經(jīng)發(fā)表在了《Nature》雜志上。據(jù)悉,該技術(shù)使用的原理與傳統(tǒng)的光全息基本相同,只不過(guò)后者將一種特別得2D圖像暴露在激光之下創(chuàng)造出3D圖像,而前者用聲音代替了光。不過(guò),盡管這項(xiàng)研究尚處于早期階段,其結(jié)果仍然令人驚訝。
從下面的視頻當(dāng)中可以看到,科學(xué)家們將聲音與設(shè)計(jì)復(fù)雜的3D打印塊結(jié)合起來(lái),創(chuàng)建出了聲音全息圖。這中間的關(guān)鍵在于科學(xué)家們專門(mén)設(shè)計(jì)的一種3D打印塑料塊,在這些塑料塊種嵌入了不同的結(jié)構(gòu)和圖像,因此當(dāng)把它們放到一組特殊的音頻揚(yáng)聲器前面時(shí),就能夠散射出具有特別結(jié)構(gòu)的聲波,而這些聲波的結(jié)構(gòu)會(huì)根據(jù)對(duì)應(yīng)打印塊上的設(shè)計(jì)不同而有所變化。
當(dāng)然,聲波是不可見(jiàn)的,因此為了顯示這種“聲波全息圖”,科學(xué)家們使用了水,以水波紋的形式讓聲波圖顯現(xiàn)出來(lái)。使用這種方法科學(xué)家們已經(jīng) 成功地使水滴懸浮、讓小紙船在水面一個(gè)完美的圓圈種運(yùn)動(dòng)、甚至制造出鴿子形狀的水紋。
這并不是科學(xué)家首次將聲波擁有改變物體或者向?qū)ο笫┘訅毫?。我們已?jīng)知道的研究成果包括制造“聲波鑷子”以及“聲波牽引束”,這些都能夠在空氣或者液體當(dāng)中移動(dòng)或者操縱微小對(duì)象。但是這些技術(shù)往往需要使用復(fù)雜的轉(zhuǎn)換器等裝置,而這種聲音全息圖最令人矚目的是它們僅僅使用非常簡(jiǎn)單和成本低廉的3D打印塊就實(shí)現(xiàn)了上訴效果,尤其是它們生成的3D聲場(chǎng)比以前的詳細(xì)100倍左右。
該研究的合著者、普朗克研究所的物理化學(xué)家Peer Fischer介紹說(shuō):“與使用一整套相當(dāng)復(fù)雜繁瑣的轉(zhuǎn)換器不同的是,我們用的僅僅是成本僅有幾美元的3D打印塑料件。只用一種非常簡(jiǎn)單的方法,我們可以創(chuàng)建出極其復(fù)雜的聲場(chǎng),這種聲場(chǎng)使用其它方法很難實(shí)現(xiàn)?!?/span>
聽(tīng)起來(lái)似乎非常有趣,那么這種很漂亮的聲音全息圖到底有什么用處呢?據(jù)科學(xué)家們介紹,對(duì)于聲全息技術(shù)的研究能夠?qū)е赂鼮橄冗M(jìn)的超聲波療法的出現(xiàn),屆時(shí)醫(yī)生就能夠利用專門(mén)設(shè)計(jì)的聲場(chǎng),精確定位人體內(nèi)的感染或不健康的組織,而不會(huì)影響健康的細(xì)胞。此外,該研究最終也可以幫助提高超聲成像的分辨率。
據(jù)悉,馬克斯·普朗克研究所的科學(xué)家們下一步的研究計(jì)劃是要讓這個(gè)3D聲場(chǎng)動(dòng)起來(lái)。
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