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      世界最小鑷子問世可夾住單個(gè)病毒或分子

      2014-05-16 09:31:06
      中國(guó)光學(xué) 2014年2期
      關(guān)鍵詞:胡安激光束鑷子

      科學(xué)家研制的世界上體積最小的鑷子,可夾起單個(gè)病毒或分子。研究過程中,科學(xué)家讓聚焦的激光束穿過帶有金屬層的光纖。在光纖的頂部,激光束形成一個(gè)類似蝴蝶結(jié)的開口,由兩個(gè)重疊的三角形構(gòu)成。這種形狀的開口允許他們對(duì)光束進(jìn)行精確控制。

      西班牙和澳大利亞科學(xué)家研制出世界上體積最小的鑷子,可夾起單個(gè)病毒或分子。澳大利亞麥考瑞大學(xué)物理學(xué)家馬修-胡安表示這種裝置能夠?yàn)橄M僮魃飳W(xué)樣本或者使用納米晶體建造微小結(jié)構(gòu)的科學(xué)家?guī)ジR?。他說:“據(jù)我所知,這是迄今為止制造的世界上體積最小的鑷子,允許科學(xué)家操作、掃描和移動(dòng)病毒等非常微小的物體。”

      與日常生活中使用的鑷子不同,這種鑷子利用高度聚焦的光束抓取和操作物體。在發(fā)表于《自然-納米技術(shù)》雜志的研究論文中,胡安和研究論文合著者—西班牙光子學(xué)研究所的羅麥恩-奎達(dá)特描述了這項(xiàng)技術(shù)。研究過程中,科學(xué)家讓聚焦的激光束穿過帶有金屬層的光纖。在光纖的頂部,激光束形成一個(gè)類似蝴蝶結(jié)的開口,由兩個(gè)重疊的三角形構(gòu)成。胡安表示這種形狀的開口允許他們對(duì)光束進(jìn)行精確控制。

      胡安指出這種激光鑷立基于所謂的“自感應(yīng)反作用機(jī)制”。在設(shè)計(jì)上,激光鑷能夠在存在物體情況下進(jìn)行自我調(diào)整,而后抓取物體??茖W(xué)家在論文中表示:“換句話說,被抓取的標(biāo)本在這個(gè)抓取機(jī)制中扮演了一個(gè)活躍角色?!边@種蝴蝶結(jié)形激光鑷只會(huì)產(chǎn)生非常微小的力,不會(huì)因?yàn)闇囟鹊纳咴黾?,防止破壞生物學(xué)分子。

      科學(xué)家在論文中指出他們成功利用這種裝置抓取一個(gè)直徑只有50 nm—相當(dāng)于人類頭發(fā)直徑的千分之一的塑料球,并在幾分鐘時(shí)間里將小球移動(dòng)較遠(yuǎn)距離。胡安稱:“這是一次概念驗(yàn)證。我們的目標(biāo)是將我們操作生物學(xué)分子等微小物體的能力推到極限?!币恢币詠?,科學(xué)家便在尋找操作微小物體的方式,尤其是在生物學(xué)研究領(lǐng)域。生物學(xué)結(jié)構(gòu)非常脆弱,容易被熱量或者物理學(xué)壓力破壞。他說:“這種非入侵式方式開辟了納米科學(xué)的一個(gè)新世界,提供了一種空前的方式,操控納米尺度的物體,包括對(duì)熱量敏感的生物學(xué)樣本?!?/p>

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