声学镊子与2018年诺贝尔奖取得者创造的光学镊子具有类似的功用，光镊运用激光捕获和控制微粒。

  关于那些肉眼看得见却用手抓不住的细微物体，一般镊子是一种很好的辅助东西。如果是那些看不见摸不着的物体，如细胞或分子级巨细的颗粒，一般镊子就力不从心了。跟着生物技能、新资料技能等高新技能的开展，对细胞、分子级或纳米级细小物体的移动和控制，就成为摆在科学家面前的一道难题，呼喊打破传统认知的新东西，创造出能夹取细小物体的新镊子。

  1986年，物理学家阿斯金开端研讨奇特的光学镊子技能：他运用光辐射压原理，用激光来移动操作原子、分子和生物细胞，并将技能推广到生物学范畴，有用促进了相关科技的开展。32年后，阿斯金的“光学镊子及其在生物体系的运用”，取得2018年诺贝尔物理学奖。但由于受根底原理的约束，光学镊子的运用仍存在许多局限性。由于光学镊子以激光为动力源，其体系自身的标准不或许太小，又由于激光穿透性有限，光学镊子只能运用于通明介质。再者，激光源强度较大，运用时会对布景介质或细胞微粒发生损害。那么，还有没有比光学镊子更好的镊子呢？只要想不到，没有做不到。一种用声响来移动和控制细胞或细小颗粒的技能真的发生了。这便是声学镊子。

  “声学镊子”“是一种无形的“镊子”，功用逾越光学镊子，它用声辐射力来控制细小颗粒，“运”物无声。

  在阿斯金提出光学镊子概念5年后，佛蒙特大学的吴君汝教授受其启示，在实验中运用两束聚集声波发生的驻波场，完成了对270微米直径的乳胶粒子和一团青蛙卵的捕获及移动，初次证明了声学镊子的可行性。尔后，科研人员分别从原理、设备及运用等多方面，对声学镊子技能进行了拓宽和推进，使其向着控制精度更高、体系更老练、实用性更强等方向开展。

  声波的能量虽小，可是其单位输入下的辐射力可达激光的10万倍。此外，声波是一种弹性波，可在包括流体、固体等任何介质内传达，不受介质通明性、电磁特性等影响。其能量和作业频率与医学范畴的超声成像体系参数适当，可完成对单个细胞或纳米颗粒的控制，并保证生物体和方针粒子的安全。

  当一个细小颗粒或单个细胞落入这样的声场中，在声学辐射力的效果下，就将被“推”到波腹或波节方位，并“确定”在那里，被“镊子”牢牢夹住。然后，经过声源调理来改动波腹和波节的散布，然后将其移动到想要的方位。它还可经过粒子特性与声源之间的彼此关系，改动声场特性，控制一个区域内细小粒子或单个细胞的挑选和分类。

  从维度来看，既可完成一维和二维空间粒子的排列组合，也能完成粒子在三维空间的移动改换。现在的科学实验，已完成对塑料微球颗粒、牛血细胞等细小颗粒的控制，乃至能对毫米标准的线虫生物体进行捕获、移动和拉伸等控制。从原理上讲，由于声波波长标准跨度很大，在必定条件下，声学镊子可完成对超越厘米级粒子的大标准粒子及其结构的捕获和控制。它不但可控制细小粒子，还可对流体介质发生必定的影响，对构成特定的流场环境有很大的价值。

  泌尿外科医生能够对一组专门的微型扬声器进行编程，以创立一个杂乱的声场，用“声学镊子”来捕获和操作选定的结石或晶体，以便在人体安排内进行操作。

  英国布里斯托尔大学机械工程系布鲁斯·德林克沃特（Bruce Drinkwater）教授和西班牙纳瓦拉公共大学阿西尔·马索（Asier Marzo）博士在声学镊子方面的打破，正推进这项技能走向从科幻走向实际。该团队的最新进展宣布在2018年12月17日的《国家科学院院刊》（PANS）上，初次展现了多个微粒的声悬浮和控制，且微粒的移动方向能够彼此独立。这种新设备被称为“全息声学镊子”。2015年，这对伙伴即开发出了世界上第一台声学控制设备。此次的技能打破，除了能稳固创造人在业界的威望威望之外，关于比如制药这样的职业也有很大的运用价值——声学悬浮能轻松完成对原资料的无容器处理。德林克沃特教授想象将该设备用于生物医学范畴，例如用于身体内部损害的声学缝合，或将药物输送到方针器官。

  （超）声波是一种压力动摇，经过进步超声波的音量（即波幅），研讨团队就能够创造一个满足强的声场来移动微粒。现在，研讨团队现已能够有用发生满足杂乱的声场，在方针方位区捕捉和控制多个微粒。马索博士解释道：“咱们运用了一种新的算法来控制256个小扬声器组成的阵列——这使得咱们也能够创立杂乱的声学镊子。”实验中的声学镊子由两组包括256个扬声器的阵列组成，每个扬声器直径约1厘米，阵列之间有23厘米的距离。它们的作业频率为40千赫，远高于人类的听觉范围（频率约20赫至20千赫）。

  声学镊子与2018年诺贝尔奖取得者创造的光学镊子具有类似的功用，光镊运用激光捕获和控制微粒。但是，对某些资料和某些运用场合，声学镊子比光学镊子有优势，由于激光需求通明介质，且仅能够操作微米巨细的颗粒，而超声波一般用于妊娠扫描和肾结石医治，由于它能够安全、无创地穿透生物安排。

  为了证明他们体系的准确性，科学家们将两个毫米巨细聚苯乙烯球附着在一根线上，并用声学镊子将线“缝”到一块织物上。该体系还能够一起控制多达25个球体在空气中的三维运动。

  该团队信任，相同的方法能够在大约一年内习惯水中粒子的控制。他们期望不久之后，它能被用于生物安排。马索博士解释道：“声学镊子具有各式各样的或许运用，但我对这两种特别感兴趣。运用很多悬浮颗粒构成不同的三维物体，如果说二维屏幕上最小的单位是像素，那未来的3D屏幕上就有所谓的体素，而咱们的创造印证了这一或许。”马索博士表明，“这一技能还能够在微观标准上操作3D细胞搭建出二维培养皿中无法存在的立体的生物学结构。”