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世界上最小鑷子可夾起單個病毒或分子

發(fā)布時間:2014/3/6 14:58:18

科學(xué)家研制的世界上體積最小的鑷子,可夾起單個病毒或分子。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,激光束形成一個類似蝴蝶結(jié)的開口,由兩個重疊的三角形構(gòu)成。這種形狀的開口允許他們對光束進(jìn)行精確控制

日前,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,可夾起單個病毒或分子。澳大利亞麥考瑞大學(xué)物理學(xué)家 Mathieu Juan 表示這種裝置能夠為希望操作生物學(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,Juan 和研究論文合著者——西班牙光子學(xué)研究所的 Romain Quidant 描述了這項技術(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,激光束形成一個類似蝴蝶結(jié)的開口,由兩個重疊的三角形構(gòu)成。Juan 表示這種形狀的開口允許他們對光束進(jìn)行精確控制。

Juan 指出這種激光鑷立基于所謂的“自感應(yīng)反作用機制”。在設(shè)計上,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。科學(xué)家在論文中表示:“換句話說,被抓取的標(biāo)本在這個抓取機制中扮演了一個活躍角色。”這種蝴蝶結(jié)形激光鑷只會產(chǎn)生非常微小的力,不會因為溫度的升高增加,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直徑只有50納米——相當(dāng)于人類頭發(fā)直徑的千分之一——的塑料球,并在幾分鐘時間里將小球移動較遠(yuǎn)距離。Juan 稱:“這是一次概念驗證。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。”一直以來,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,包括對熱量敏感的生物學(xué)樣本。”

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