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液体や粉を運ぶなら、管に通すのがいちばん手っ取り早い方法です。ただ、管には壁があります。壁には汚れがつき、腐食性の液体は壁を傷め、粘つく材料は壁に残ります。フィンランド・ヘルシンキ大学の Dmitrii Nikolaev さんと Ari Salmi さんらは、そこで発想を変えました。壁をなくして、音で管を作ったのです。256個の小さな超音波スピーカーで筒状の音の場を作り、その中心に水や粉、気体、さらには電気の放電まで閉じ込めて、空中で運ぶ。長さ8センチメートルの試作機の研究が、2026年10月、PNAS（米国科学アカデミー紀要）に掲載されました。
音で物を浮かせる、その先
強い超音波で小さな物を空中に浮かせる「音響浮揚」は、以前からある技術です。向かい合ったスピーカーのあいだに定在波を作ると、音圧の低い場所に小さな粒や水滴が捕まります。ただ、浮かせられるのは点のような小さなものが基本で、流れ続ける水や粉を「運ぶ」のは別の話でした。
研究チームが作ったのは、筒の内側にぐるりと256個の超音波トランスデューサー（約40キロヘルツ）を並べた装置です。それぞれのスピーカーの音の出るタイミング（位相）をコンピューターで細かく制御すると、筒の軸に沿って細長く伸びた、中心が静かで周りが強い「音のトンネル」ができます。論文の言葉では、曲がった細長いベッセル状の音場です。トンネルの中に入った物質は、外へ出ようとすると強い音圧に押し戻されるので、中心の線に沿って進むしかありません。壁の代わりを、音がしているわけです。
水も粉も気体もプラズマも
試作機は長さ8センチメートル、消費電力は約50ワットで、昔の白熱電球1個ぶんほどです。研究チームはこの中に、流れる水、粉、霧や気体の流れ、そして電気の放電（プラズマ）を通してみせました。物質の主な状態をひととおり、壁に触れずに案内できたことになります。
音の場なので、形は電気的に変えられます。流している最中に音場を曲げれば、水の流れは途中で向きを変え、別の容器に入ります。粉を仕分けて別々の容器に落とすこともできました。液体なら一滴ずつ落とす精度で出せる、と大学の発表は書いています。放電の経路を音で曲げられる、というのも意外な使い方です。
ただし、音は相当に強い。装置の中心の音の強さは、耳元で銃を連射する音に相当し、装置の外側でもジェットエンジンの脇に立つくらいだと研究チームは説明しています。周波数が40キロヘルツで人の耳には聞こえないので、うるさくはありません。それでも、気軽に机の上で動かす装置とは少し違います。
配管を洗っていて、思いついた
この発想の出どころは、配管の「掃除」でした。研究チームはもともと、超音波で配管の内側にこびりついた汚れを落とす装置を開発していました。そのころ、同僚と昼食をとりながら「汚れがつく面のない配管があったら」という話になり、それが Salmi さんの頭に残ったといいます。4年ほど前、夕方の散歩の途中で「壁そのものをなくせばいい」と思いついたのが、この装置の始まりでした。スピーカーの配置は、何度も試行錯誤を重ねて決めたそうです。
想定している用途は、ふつうの配管が苦手なものの搬送です。腐食性の薬品や粘つく材料は壁を傷めたり詰まらせたりしますが、壁がなければその心配がありません。汚れがつくと困る、半導体や医薬のような繊細な材料も、何にも触れずに運べます。流す先を電気的に切り替えられるので、配管を組み替えずに材料の行き先を変えることもできます。
8センチから先へ
正直なところ、8センチメートルの管に256個のスピーカーというのは、ずいぶん大がかりです。New Atlas の記事も、本格的な「超音波の配管」までにはまだ距離があると書いています。研究チームの考えは、同じ区画を数珠つなぎにして必要な長さにする、というものです。区画ごとに音場を制御すれば、途中で曲げたり分岐させたりもできます。
壁のない管は、まだ実験室の中の装置です。それでも、「物を運ぶには壁が要る」という当たり前を、音で置き換えてみせたところに、この研究の面白さがあります。共同研究者はスペインのナバラ公立大学とアメリカのミシガン大学で、論文は査読を経て PNAS の2026年10月23日のオンライン版に載りました。
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出典
- Nikolaev, D., Iablonskyi, D., Martinez-Marchese, A., Sirkka, M., Aldea, M., Salmi, A. et al. (2026) “Contactless continuous guidance of matter in its main states using curved elongated Bessel-like acoustic fields” PNAS 123(44): e2614959123 https://doi.org/10.1073/pnas.2614959123
- University of Helsinki “Ultrasound creates a tube that guides matter through air”（2026年10月20日）https://www.helsinki.fi/en/news/energy/ultrasound-creates-tube-guides-matter-through-air
- New Atlas “‘Ultrasound tube’ levitates matter from one end to the other”（Etiido Uko、2026年10月28日）https://newatlas.com/good-thinking/ultrasound-tube-levitates-matter/
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