声镊

声钳（或声学镊子）用于用声波操纵非常小的物体的位置和移动。 严格来说，只有基于单光束的配置才能称为声学镊子。 然而，声学镊子的广义概念涉及两种光束配置：单光束和驻波。 该技术通过控制声压节点的位置来工作，声压节点将物体吸引到站立声场的特定位置。 目标物体必须比所用声音的波长小得多，该技术通常用于操纵微观粒子。

声波已被证明对生物物体是安全的，使其成为生物医学应用的理想选择。 最近，已经发现声镊在操纵亚毫米物体方面的应用，例如流式细胞术、细胞分离、细胞捕获、单细胞操纵和纳米材料操纵。

在静止的声场中，物体会受到声辐射力的作用，将它们移动到声场的特定区域。 根据物体的特性，例如密度和可压缩性，它可以被诱导移动到声压节点（最小压力区域）或压力波腹（xxx压力区域）。 因此，通过控制这些节点的位置，利用声波精确移动物体是可行的。 声镊不需要昂贵的设备或复杂的实验装置。

声场中的粒子可以通过声波、流体和粒子之间相互作用产生的力移动。 这些力（包括声辐射力、粒子间的二次场力和斯托克斯阻力）产生声泳现象，这是声镊技术的基础。

当粒子悬浮在声波场中时，由于声波的散射而上升的声辐射力施加在粒子上。Gorkov 总结了之前的工作并提出了确定平均值的方程式 当粒子的大小远小于声音的波长时，作用在任意声场中的粒子上的力。 最近，Bruus 重新审视了这个问题，并对声辐射力进行了详细的推导。

小粒子上的声辐射力是由粒子周围近场区域的不均匀动量通量引起的，F r a d = − ∇ U ，这是由入射声波和声波传播时粒子表面的散射引起的。

对于直径远小于理想流体中声波波长的可压缩球形粒子，声辐射力可以通过 F r a d = − ∇ U ，其中 U 是给定的量，也称为声势能。