澳大利亞國(guó)立大學(xué)(ANU)的物理學(xué)家正在利用納米粒子創(chuàng)造創(chuàng)新的光源，這將使我們能夠"剝開(kāi)幕布"進(jìn)入極其微小的物體的世界--這些物體比人的頭發(fā)還要小幾千倍。這將帶來(lái)醫(yī)學(xué)和其他技術(shù)領(lǐng)域的重大進(jìn)步。
發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》(Science Advances)雜志上的這一發(fā)現(xiàn)為醫(yī)學(xué)科學(xué)領(lǐng)域帶來(lái)了巨大的潛力。它提出了一種具有成本效益和高效的方法來(lái)檢查那些太小而無(wú)法被顯微鏡看到的物體。這項(xiàng)研究還可以通過(guò)加強(qiáng)計(jì)算機(jī)芯片生產(chǎn)的質(zhì)量控制過(guò)程對(duì)半導(dǎo)體行業(yè)產(chǎn)生積極影響。
澳大利亞國(guó)立大學(xué)的技術(shù)使用精心設(shè)計(jì)的納米粒子，將照相機(jī)和其他技術(shù)看到的光的頻率提高了七倍。研究人員說(shuō)，光的頻率能提高到多高是"沒(méi)有限制的"。頻率越高，我們使用該光源所能看到的物體就越小。
這項(xiàng)技術(shù)只需要一個(gè)納米粒子就能工作，它可以被應(yīng)用到顯微鏡中，幫助科學(xué)家以傳統(tǒng)顯微鏡10倍的分辨率放大到超小事物的世界。這將使研究人員能夠研究那些本來(lái)太小而無(wú)法看到的物體，如細(xì)胞的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和單個(gè)病毒。
能夠分析這樣的小物體可以幫助科學(xué)家更好地理解和對(duì)抗某些疾病和健康狀況。
"傳統(tǒng)的顯微鏡只能研究大于約一千萬(wàn)分之一米的物體。然而，包括醫(yī)學(xué)領(lǐng)域在內(nèi)的一系列部門(mén)對(duì)能夠分析小到十億分之一米的物體的需求越來(lái)越大，"主要作者、來(lái)自澳大利亞國(guó)立大學(xué)物理研究學(xué)院和阿德萊德大學(xué)的Anastasiia Zalogina博士說(shuō)。
研究人員說(shuō)，ANU開(kāi)發(fā)的納米技術(shù)可以幫助創(chuàng)建新一代的顯微鏡，可以產(chǎn)生更詳細(xì)的圖像。
"想要對(duì)極小的納米級(jí)物體產(chǎn)生高倍放大的圖像的科學(xué)家們不能使用傳統(tǒng)的光學(xué)顯微鏡。相反，他們必須依靠超分辨率顯微鏡技術(shù)或使用電子顯微鏡來(lái)研究這些微小物體，"Zalogina博士說(shuō)。
"但是這種技術(shù)很慢，而且技術(shù)非常昂貴，往往要花費(fèi)超過(guò)一百萬(wàn)美元。電子顯微鏡的另一個(gè)缺點(diǎn)是它可能會(huì)損壞正在分析的精細(xì)樣品，而基于光的顯微鏡則可以緩解這一問(wèn)題。"
研究人員認(rèn)為是彩虹的不同顏色的光束是以不同頻率振蕩的電磁波。我們所看到的紅色是我們的眼睛所能檢測(cè)到的最低頻率。人眼無(wú)法看到的更低頻率被稱(chēng)為紅外線(xiàn)。紫色具有我們能看到的最高的光頻率，紫外線(xiàn)的頻率甚至更高，但人眼卻看不見(jiàn)。
雖然我們的眼睛無(wú)法檢測(cè)到紅外線(xiàn)和紫外線(xiàn)，但我們有可能利用相機(jī)和其他技術(shù)"看到"它。
同樣來(lái)自ANU的共同作者Sergey Kruk博士說(shuō)，研究人員對(duì)實(shí)現(xiàn)非常高頻率的光感興趣，也被稱(chēng)為'極紫外光'。
"與使用紅光相比，用紫光我們可以看到更小的東西。而利用極紫外光源，我們可以看到今天傳統(tǒng)顯微鏡所能看到的東西，"Kruk博士說(shuō)。
澳大利亞國(guó)立大學(xué)的技術(shù)也可用于半導(dǎo)體行業(yè)，作為一種質(zhì)量控制措施，以確保簡(jiǎn)化的制造過(guò)程。"算機(jī)芯片由非常微小的部件組成，其特征尺寸幾乎小到十億分之一米。在芯片生產(chǎn)過(guò)程中，制造商使用微小的極紫外光源來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)這一過(guò)程，以便盡早診斷出任何問(wèn)題，這將是有益的。這樣一來(lái)，制造商就可以在壞的批次的芯片上節(jié)省資源和時(shí)間，從而提高芯片制造的產(chǎn)量。據(jù)估計(jì)，計(jì)算機(jī)芯片制造的收益率提高一個(gè)百分點(diǎn)，就會(huì)轉(zhuǎn)化為20億美元的節(jié)約。澳大利亞蓬勃發(fā)展的光學(xué)和光子學(xué)產(chǎn)業(yè)由近500家公司代表，占約43億美元的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)，使我們的高科技生態(tài)系統(tǒng)有能力采用新型光源，以進(jìn)入納米技術(shù)產(chǎn)業(yè)和研究的新全球市場(chǎng)。
