金纳米粒子灵敏探测声波
声波是一种机械波,由物体(声源)振动产生,声波传播的空间就称为声场。在气体和液体介质中传播时是一种纵波,但在固体介质中传播时可能混有横波。人耳可以听到的声波的频率一般在20赫兹至20000赫兹之间。
声波可以理解为介质偏离平衡态的小扰动的传播。这个传播过程只是能量的传递过程,而不发生质量的传递。如果扰动量比较小,则声波的传递满足经典的波动方程,是线性波。如果扰动很大,则不满足线性的声波方程,会出现波的色散,和激波的产生。
据国外媒体报道,一个直径60纳米的金球纳米耳机也许是世界上最灵敏的收听装置,它或许可以“听到”细胞和一些其它微生物的声音。
德国慕尼黑大学的亚历山大和他的同事们就做了这个有趣的实验,他们使金纳米粒子悬浮在一滴水中,并从激光束中捕获了一个球体,然后从另一个激光设备向几微米外的其它球体发射了快速脉冲。脉冲击中纳米粒子后,纳米粒子对周围水产生干扰,引发压力或者声波。这些俘获粒子每次都随着频率改变而改变。并且它的移动方向也对准了声波的方向,说明它并不是随机行为,而是对声波做出了反应。
据悉这个微小的“麦克风”能够收听到负60分贝的声音,可能是世界上最灵敏的声音探测装置,它可能会被用于细胞的机械运动以及如何转变为病变细胞的研究。