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10大革命性技術:簡易的納米顯微鏡

 



 放大鏡 一種可以拍攝納米粒子的電子顯微鏡能快速檢測藥物、爆炸物中的分子信息。

  具備納米尺度分辨率的電子顯微鏡已經得到了廣泛應用,但其價格動輒高達數百萬美元,准備樣品也非常麻煩。對於專業的研究型實驗室來說,這樣的狀況還能夠接受,但如果要快速掃描產品樣品,來查看內置的微尺度水印呢?

  紐約大學物理學家戴維•格裡爾(David Grier)和同事研制出的一種新型全息顯微鏡,就能解決這一問題。他們以商用蔡司(Zeiss)顯微鏡為基礎,將它的白熾燈光源換成激光光源。激光照射 到待觀察的樣品上,然後發生散射,形成由激光束和散射光互相干涉而成的三維圖像(即全息圖),並由攝像機錄下。

  數十年以來,科學家已經可以生成微尺度物體的全息圖像,但從中提取出有用的信息總是很困難。這就是格顯微鏡裡爾這項發明的價值所在。他的研究小望遠鏡組編寫了一種軟件天文望遠鏡,能夠快速求解描述光在球體上散射的方程中的未知參數。這些參數中包含了關於散射物體的所有信息。由於這種顯微鏡具有納米級的分金相顯微鏡辨率,研究人員得以追蹤膠體中懸浮的粒子(例如塗料樣品中漂浮的納米珠)。同時,它的成本只有電子顯微鏡的十分之一。

  格裡爾希望這種儀器能夠提供一種快速而經濟的方式,用來觀察產品內部的單個粒子。設想一下,塗料桶或洗發水瓶中每滴液體都含有標注了產品生產信息的微粒——就像指紋一樣。格裡爾還補充道,這種顯微鏡同樣容易“讀”出“加蓋”在藥物、爆炸物及其他物品中的分子信息。


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