Это открытие пригодится в биомедицине, диагностике и разработке лекарств.

Результаты опубликованы в издании Science Advances.

Если создать ультразвуковые волны на поверхности пьезоэлектрической подложки, капля на ней начнет вращаться, — объясняет Чуи Чен, доцент механики и аэрокосмической инженерии в Университете Северной Каролины. — Волны заставляют жидкость внутри капли течь по кругу, но поверхностное натяжение не дает ей растечься. В результате частицы внутри движутся по спирали, как будто вкручиваются в центр.

По его словам, такой способ концентрировать частицы в жидкости может быть очень полезен.

Например, если нужно собрать содержимое клетки в одном месте, чтобы датчикам было проще его анализировать.

Но чтобы применять этот эффект на практике, важно понимать, как именно он работает.

Теперь мы знаем, какие силы управляют движением частиц, — говорит Чен. — Это значит, мы можем настраивать процесс, меняя параметры.

Вот эти параметры:

• поверхностное натяжение жидкости,
• размер капли,
• силу ультразвуковых волн.

Кроме медицинских применений, метод подойдет и для фундаментальных исследований.

Можно создавать миниатюрные вихри, похожие на торнадо, или изучать эффекты Кориолиса в микромасштабе, — добавляет Чен. — Это дешевле и нагляднее, чем эксперименты с большими системами.

Этот метод может ускорить диагностику: если частицы в пробе быстро собираются в одном месте, анализ займет меньше времени. В фармацевтике так можно тестировать, как лекарства взаимодействуют с клетками. А в материаловедении — управлять сборкой микроструктур.

Пока неясно, как метод поведет себя с вязкими жидкостями или частицами разного размера. Если одни компоненты смеси будут оседать быстрее других, это может искажать результаты.

Ранее ученые освоили левитацию мелких частиц.