電是混沌的，我們通常需要把它限制在電線和電路中才能利用它。 現在，歐洲和加拿大的科學家已經成功地利用超音波引導火花穿過稀薄的空氣，甚至繞過障礙物。在開放的空氣中，電流往往會沿著看似隨機的方向分支–就像閃電一樣。 這些路徑受空氣密度和電荷的微妙差異以及金屬物體吸引力的引導。 考慮到所有這些因素，很難對其進行精確控制。

自然產生的等離子火花（左）和超音波引導的等離子火花（右）

在一項新的研究中，赫爾辛基大學、納瓦拉公立大學和滑鐵盧大學的科學家們展示了一種引導電火花穿過空氣的方法。 這種方法可以精確地引導電火花，使其繞過障礙物，即使材料不導電，也能擊中材料上的特定點。

這項研究的首席研究員阿西爾-馬索（Asier Marzo）說：”我們在一年多以前就觀察到了這種現象，然後花了幾個月的時間來控制它，甚至花了更長的時間來找到解釋。”

訣竅在於使用超音波。 這些頻率的聲波產生的氣壓足以推動較輕的物體。 在這種情況下，它們並不是直接推動電流本身，而是塑造電流的路徑。

火花點燃後，會加熱周圍的空氣。 較熱的空氣會膨脹，從而降低密度。 由於電流喜歡通過密度較低的空氣，因此火花會朝這個方向移動。 超音波脈衝使較熱、密度較低的空氣移動，進而以驚人的精度引導電流。

研究小組使用兩個360 度環形超音波發射器，圍繞著透過特斯拉線圈產生火花的點，對該技術進行了測試。 開啟超音波後，等離子體火花就會從樹狀的隨機分支變成一條線。 然後，透過物理方式傾斜發射器環，或調整環內不同發射器的強度，就可以將這條線瞄準不同的方向。

研究人員能夠引導等離子體撞擊特定電極，並避開其他電極，從而實現無線電路的可控開關。 它還能使等離子體撞擊通常不會被電流”選中”的材料。 該團隊建議的其他應用還包括在細菌群中蝕刻圖案，甚至是透過向皮膚輸送低功率等離子體來產生觸覺回饋的設備。

研究的第一作者Josu Irisarri 說：”我對利用非常微弱的火花在手部產生可控觸覺刺激的可能性感到興奮，也許這將創造出第一個非接觸式點字系統。”

這項研究發表在《Science Advances》雜誌。 請在下面的影片中觀看超音波引導下的電療過程。