传统方法要产生复杂的涡旋波场,得靠复杂的多通道电子相位调制。能否只靠结构本身来实现?科研人员想出了一个巧妙的办法:用迷宫型亚波长单元作为局域相位调控载体,把目标涡旋所需的方位相位信息,直接“编码”进结构的空间排布里。“不需要电子相位调制,只用单通道激励,就能在薄板中产生指定拓扑荷的弯曲波涡旋。换句话说,薄板本身就像一张预编程的唱片,纹路怎么刻,波就怎么转。”论文共同通讯作者、中国科学院声学所研究员赵流现解释。
该方法对大大小小的物体都管用。亚毫米级的小颗粒,可以稳稳待在漩涡中心附近,也可以沿着外围一圈一圈地跑;毫米级的颗粒,能围绕漩涡中心做稳定的轨道运动;就连厘米尺度的轻质结构件,也能在波场作用下持续旋转。
赵流现表示,这项研究为实现被动结构编码的物体操控提供了新思路,未来,这种技术有望用于表面颗粒输运、微机械驱动和智能结构等领域,让微小物体在芯片或材料表面自动“跑”起来。(记者陆成宽)