Mid-air acoustic levitation is becoming a powerful tool to suspend and manipulate millimetric objects. Because of its unique characteristics, acoustic levitation is suitable to trap a wide variety of materials such as liquids, solids, soap bubbles, and even living creatures. Acoustic levitation can also be combined with noncontact measurement systems, allowing contactless analysis and characterization of levitating samples. In this article, we review some of the advances that have been made over the last decade. We also present the technical challenges that must be overcome in order to extend the capability of current acoustic levitation devices and, finally, we point out future directions for acoustic levitation.
References
1.
2.
M. A. B.
Andrade
, N.
Pérez
, and J. C.
Adamowski
, Braz. J. Phys.
48
, 190
(2018
).3.
4.
T.
Laurell
, F.
Petersson
, and A.
Nilsson
, Chem. Soc. Rev.
36
, 492
(2007
).5.
A.
Ozcelik
, J.
Rufo
, F.
Guo
, Y.
Gu
, P.
Li
, J.
Lata
, and T. J.
Huang
, Nat. Methods
15
, 1021
(2018
).6.
L.
Meng
, F.
Cai
, F.
Li
, W.
Zhou
, L.
Niu
, and H.
Zheng
, J. Phys. D
52
, 273001
(2019
).7.
K.
Bücks
and H.
Müller
, Z. Phys.
84
, 75
(1933
).8.
H. W. S.
Clair
, Rev. Sci. Instrum.
12
, 250
(1941
).9.
R. R.
Whymark
, Ultrasonics
13
, 251
(1975
).10.
W. J.
Xie
and B.
Wei
, Appl. Phys. Lett.
79
, 881
(2001
).11.
J. K. R.
Weber
, C. A.
Rey
, J.
Neuefeind
, and C. J.
Benmore
, Rev. Sci. Instrum.
80
, 083904
(2009
).12.
T. G.
Wang
, M. M.
Saffren
, and D. D.
Elleman
, AIAA Paper No. 74-155, 1974
.13.
D.
Foresti
, M.
Nabavi
, M.
Klingauf
, A.
Ferrari
, and D.
Poulikakos
, Proc. Natl. Acad. Sci.
110
, 12549
(2013
).14.
D.
Koyama
and K.
Nakamura
, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control
57
, 1152
(2010
).15.
D.
Koyama
and K.
Nakamura
, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control
57
, 1434
(2010
).16.
T.
Vasileiou
, D.
Foresti
, A.
Bayram
, D.
Poulikakos
, and A.
Ferrari
, Sci. Rep.
6
, 20023
(2016
).17.
Y.
Ochiai
, T.
Hoshi
, and J.
Rekimoto
, PLoS One
9
, e97590
(2014
).18.
T.
Hoshi
, Y.
Ochiai
, and J.
Rekimoto
, Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
53
, 07KE07
(2014
).19.
Y.
Ochiai
, T.
Hoshi
, and J.
Rekimoto
, ACM Trans. Graphics
33
, 1
(2014
).20.
R. H.
Morris
, E. R.
Dye
, P.
Docker
, and M. I.
Newton
, Phys. Fluids
31
, 101301
(2019
).21.
J. E.
Curtis
, B. A.
Koss
, and D. G.
Grier
, Opt. Commun.
207
, 169
(2002
).22.
K.
Dholakia
, G.
Spalding
, and M.
MacDonald
, Phys. World
15
, 31
(2002
).23.
24.
A.
Marzo
, S. A.
Seah
, B. W.
Drinkwater
, D. R.
Sahoo
, B.
Long
, and S.
Subramanian
, Nat. Commun.
6
, 8661
(2015
).25.
S.
Inoue
, S.
Mogami
, T.
Ichiyama
, A.
Noda
, Y.
Makino
, and H.
Shinoda
, J. Acoust. Soc. Am.
145
, 328
(2019
).26.
A.
Marzo
and B. W.
Drinkwater
, Proc. Natl. Acad. Sci.
116
, 84
(2019
).27.
K.
Melde
, A. G.
Mark
, T.
Qiu
, and P.
Fischer
, Nature
537
, 518
(2016
).28.
G.
Memoli
, M.
Caleap
, M.
Asakawa
, D. R.
Sahoo
, B. W.
Drinkwater
, and S.
Subramanian
, Nat. Commun.
8
, 14608
(2017
).29.
S.
Polychronopoulos
and G.
Memoli
, Sci. Rep.
10
, 4254
(2020
).30.
A.
Marzo
, A.
Ghobrial
, L.
Cox
, M.
Caleap
, A.
Croxford
, and B. W.
Drinkwater
, Appl. Phys. Lett.
110
, 014102
(2017
).31.
J.
Zhang
, Y.
Tian
, Y.
Cheng
, and X.
Liu
, Appl. Phys. Lett.
116
, 030501
(2020
).32.
S.
Zhao
and J.
Wallaschek
, Arch. Appl. Mech.
81
, 123
(2011
).33.
M. A. B.
Andrade
, A. L.
Bernassau
, and J. C.
Adamowski
, Appl. Phys. Lett.
109
, 044101
(2016
).34.
M. A. B.
Andrade
, F. T. A.
Okina
, A. L.
Bernassau
, and J. C.
Adamowski
, J. Acoust. Soc. Am.
141
, 4148
(2017
).35.
A.
Marzo
, M.
Caleap
, and B. W.
Drinkwater
, Phys. Rev. Lett.
120
, 044301
(2018
).36.
M. A. B.
Andrade
, N.
Pérez
, and J. C.
Adamowski
, J. Acoust. Soc. Am.
136
, 1518
(2014
).37.
N.
Perez
, M. A. B.
Andrade
, R.
Canetti
, and J. C.
Adamowski
, J. Appl. Phys.
116
, 184903
(2014
).38.
K.
Hasegawa
and K.
Kono
, AIP Adv.
9
, 035313
(2019
).39.
T.
Fushimi
, T. L.
Hill
, A.
Marzo
, and B. W.
Drinkwater
, Appl. Phys. Lett.
113
, 034102
(2018
).40.
R.
Hirayama
, D.
Martinez Plasencia
, N.
Masuda
, and S.
Subramanian
, Nature
575
, 320
(2019
).41.
M. A. B.
Andrade
, S.
Polychronopoulos
, G.
Memoli
, and A.
Marzo
, AIP Adv.
9
, 035020
(2019
).42.
M. A. B.
Andrade
and A.
Marzo
, Phys. Fluids
31
, 117101
(2019
).43.
P.
Helander
, E.
Haggstrom
, T.
Puranen
, A.
Merilainen
, G.
Maconi
, A.
Penttila
, M.
Gritsevich
, I.
Kassamakov
, A.
Salmi
, and K.
Muinonen
, in 2019 IEEE International Ultrasonics Symposium
(IEEE
, 2019
), pp. 650
–653
.44.
D.
Baresch
, J. L.
Thomas
, and R.
Marchiano
, Phys. Rev. Lett.
121
, 074301
(2018
).45.
L.
Zhang
and P. L.
Marston
, Phys. Rev. E
84
, 065601
(2011
).46.
M. A. B.
Andrade
, G.
Simon
, A.
Bernassau
, and A.
Marzo
, in 2019 IEEE International Ultrasonics Symposium
(IEEE
, 2019
), pp. 258
–264
.47.
K.
Hasegawa
, A.
Watanabe
, A.
Kaneko
, and Y.
Abe
, Micromachines
11
, 343
(2020
).48.
L. P.
Gor’kov
, Sov. Phys. Dokl.
6
, 773
(1962
).49.
E. H.
Trinh
and J. L.
Robey
, Phys. Fluids
6
, 3567
(1994
).50.
K.
Hasegawa
, Y.
Abe
, A.
Kaneko
, Y.
Yamamoto
, and K.
Aoki
, Microgravity Sci. Technol.
21
, 9
(2009
).51.
K.
Hasegawa
, L.
Qiu
, A.
Noda
, S.
Inoue
, and H.
Shinoda
, Appl. Phys. Lett.
111
, 064104
(2017
).52.
T. G.
Wang
and F. H.
Busse
, J. Acoust. Soc. Am.
69
, 1634
(1981
).53.
E.
Leung
, N.
Jacobi
, and T.
Wang
, J. Acoust. Soc. Am.
70
, 1762
(1981
).54.
M. A. B.
Andrade
, T. S.
Ramos
, F. T. A.
Okina
, and J. C.
Adamowski
, Rev. Sci. Instrum.
85
, 045125
(2014
).55.
S.
Tsujino
and T.
Tomizaki
, Sci. Rep.
6
, 25558
(2016
).56.
M. A. B.
Andrade
, T. S.
Ramos
, J. C.
Adamowski
, and A.
Marzo
, Appl. Phys. Lett.
116
, 054104
(2020
).57.
K.
Choi
, A. H. C.
Ng
, R.
Fobel
, and A. R.
Wheeler
, Annu. Rev. Anal. Chem.
5
, 413
(2012
).58.
S. K.
Cho
, H.
Moon
, and C. J.
Kim
, J. Microelectromech. Syst.
12
, 70
(2003
).59.
A.
Watanabe
, K.
Hasegawa
, and Y.
Abe
, Sci. Rep.
8
, 10221
(2018
).60.
M. A. B.
Andrade
, T. S. A.
Camargo
, and A.
Marzo
, Rev. Sci. Instrum.
89
, 125105
(2018
).61.
A.
Marzo
, A.
Barnes
, and B. W.
Drinkwater
, Rev. Sci. Instrum.
88
, 085105
(2017
).62.
A.
Marzo
, T.
Corkett
, and B. W.
Drinkwater
, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control
65
, 102
(2018
).63.
C. J.
Benmore
and J. K. R.
Weber
, Phys. Rev. X
1
, 011004
(2011
).64.
C. J.
Benmore
, J. K. R.
Weber
, A. N.
Tailor
, B. R.
Cherry
, J. L.
Yarger
, Q.
Mou
, W.
Weber
, J.
Neuefeind
, and S. R.
Byrn
, J. Pharm. Sci.
102
, 1290
(2013
).65.
M.
Takasaki
, D.
Terada
, Y.
Kato
, Y.
Ishino
, and T.
Mizuno
, Phys. Procedia
3
, 1059
(2010
).66.
T.
Omirou
, A. M.
Perez
, S.
Subramanian
, and A.
Roudaut
, in 2016 IEEE Symposium on 3D User Interfaces (3DUI)
(2016
), pp. 187
–190
.67.
R.
Morales
, A.
Marzo
, S.
Subramanian
, and D.
Martínez
, in Proceedings of the 32nd ACM Symposium on User Interface Software and Technology, UIST ‘19
(2019
), pp. 651
–661
.68.
T.
Fushimi
, A.
Marzo
, B. W.
Drinkwater
, and T. L.
Hill
, Appl. Phys. Lett.
115
, 064101
(2019
).© 2020 Author(s).
2020
Author(s)
You do not currently have access to this content.