编码声镊超表面

悬浮旋转同步控

通过端到端逆向设计，实现单个粒子在悬浮、旋转与复杂空间约束下的多自由度定制操控。

刘育 · Wen, Dong · 江雪 · Xiao, Jie · 张鑫 · Wang, Yuesheng

Science Advances 2025

技术优势

定制多维操控

通过端到端逆向设计，超表面可以针对特定粒子生成协同控制力与力矩的声场，实现悬浮、旋转等多自由度操控。

双尺度双目标优化

微观尺度上协同优化相位调制与透射效率，介观尺度上考虑粒子悬浮与旋转动力学，兼顾器件性能与操控稳定性。

应用场景

• 微流控粒子操控：对单个粒子进行非接触悬浮与旋转操控，无需流道内壁接触，适合微流控中的精确筛选与定位。
• 精密微装配：施加可控力矩，实现微尺度零件的非接触抓取与定向装配，避免接触污染和机械损伤。
• 精密仪器：为声镊设备提供定制化超表面，扩展其对特定粒子的多自由度操控能力，提高仪器精度与适应性。