静电学克服声学坍塌，实现悬浮物的装配、适应与激活

声学悬浮提供了一种独特的方法，用于操作小颗粒，因为其完全规避了重力、容器壁或物理操作的影响。这些优势使其成为研究众多粒子系统中复杂现象的引人入胜的平台，仅有一个严重限制——由声波悬浮的颗粒通过声学散射力相互作用，导致它们合并为单个浓稠物体。为克服这种 "声学坍塌"，我们 developed 了一种将声学悬浮与受控静电充电相结合的策略，用于装配、适应和激活复杂的多粒子系统。我们的关键思想是引入静电排斥力，形成一种称为 "美人鱼" 势能的系统，其中在短程相互作用吸引，在长程相互作用排斥。通过控制吸引/排斥之间的平衡，我们能够悬浮完全展开的结构（所有颗粒分离），完全坍塌的结构（所有颗粒接触），以及由展开和坍塌组件组成的混合结构。我们发现，完全坍塌和展开的结构是固有的稳定的，而混合结构则表现出瞬时稳定性，受声学不稳定二聚体的控制。此外，我们展示了静电学如何通过准静态放电或离散的升/降电荷步骤，在飞行中进行适配。最后，我们演示了大型结构经历来自声学场的选择性能量泵送——将一些颗粒推向运动，而其他颗粒保持静止——导致复杂的动力学，包括耦合旋转和振荡。我们的 method 提供了一个易于实施且易于理解的解决方案，以解决普遍存在的声学坍塌问题，同时为具有复杂相互作用的多粒子系统的装配和激活提供了新的见解。