科学家开发出一种完全由超声波构成的无形管道，可在半空中无接触引导液体。

赫尔辛基大学的研究人员构建了一种没有实体壁的管道，利用超声波在开放空气中水平引导液流。该技术为运输腐蚀性、黏性或对污染敏感的物质提供了新途径，无需让这些物质接触传统管道的表面。

赫尔辛基大学电子学教授、该装置研发负责人阿里·萨尔米（Ari Salmi）表示：“在我见过的所有实验装置中，这个最接近魔法。”

超声波声场在无实体壁条件下约束液体

系统使用256个微型扬声器，围绕流动液体排成圆柱形，距离液体约5厘米（2英寸）。扬声器产生频率约40千赫兹的超声波，超出人耳听觉范围。通过精确协调这些波，研究人员构建出一个声场，将液体约束在狭窄路径内，且不需要任何实体壁。

与传统管道不同，超声波通道无需物理调整即可改变方向。研究人员可通过电子方式重塑路径，将液体重定向到另一目的地，或以单液滴精度控制其释放。项目团队负责人、博士后研究员德米特里·尼古拉耶夫（Dmitry Nikolaev）解释：“通过改变扬声器的控制方式，我们可以按需重塑和转向管道。”

视频材料展示了超声波管道传输液体、粉末、雾气和电的过程。内容取自论文 Contactless continuous guidance of matter in its main states using curved elongated Bessel-like acoustic fields。制作者：Dmitry Nikolaev。视频：https://youtu.be/qmslDZWmiaE

该方法也可适配不同材料。尼古拉耶夫指出：“运输固体物质所需的场配置不同于运输液体或气体。”除移动物质外，超声波管道还能沿受控路线引导放电。

从管道清洁研究到无壁传输装置

萨尔米四年前首次提出这一设想，此前的研究方向是用超声波清洁管道内部。“我们当时在开发一种用超声波清洁管道内表面的装置。有一次与同事午餐时，我们讨论到，如果管道没有表面可供污垢附着，会很方便。”

那次讨论留在他脑中。一次傍晚遛狗时，他意识到超声波或许可以用来形成管道的壁，而不只是清洁管道。将概念转化为可工作的装置需要大量实验，以确定扬声器应如何协同工作。赫尔辛基大学的研究人员与纳瓦拉公立大学和密歇根大学的合作者共同开发了该系统。

原型长8厘米，可通过模块级联扩展

完成的原型产生的超声波管仅8厘米（3.1英寸）长，短于周围装置的直径。尼古拉耶夫表示，可连接多个模块，将通道扩展到更长距离。每个8厘米段消耗约50瓦电功率，与一只传统白炽灯泡相当。

尽管该装置工作在人类听觉范围之外，其超声场强度极高，狗可能觉得声音不适。尼古拉耶夫说：“在装置核心处，超声波强度相当于紧贴耳边持续轰鸣的枪声。即使站在装置旁边，声音也可比作站在喷气发动机旁。但它音调太高，人耳听不到。”

参考文献：Dmitrii Nikolaev, Denys Iablonskyi, Alexander Martinez-Marchese, Marika Sirkka, Mikel Aldea, Chinedum Okwudire, Edward Hæggström, Asier Marzo and Ari Salmi, “Contactless continuous guidance of matter in its main states using curved elongated Bessel-like acoustic fields,” 23 October 2026, Proceedings of the National Academy of Sciences. DOI: 10.1073/pnas.2614959123