澳大利亞國立大學(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檢查那些太小而無法被顯微鏡看到的物體。這項(xiàng)研究還可以通過加強(qiáng)計(jì)算機(jī)芯片生產(chǎn)的質(zhì)量控制過程對(duì)半導(dǎo)體行業(yè)產(chǎn)生積極影響。
澳大利亞國立大學(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，光的頻率能提高到多高是"沒有限制的"。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太小而無法看到的物體，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)的一系列部門對(duì)能夠分析小到十億分之一米的物體的需求越來越大，"主要作者、來自澳大利亞國立大學(xué)物理研究學(xué)院和阿德萊德大學(xué)的Anastasiia Zalogina博士說。
研究人員說，ANU開發(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研究這些微小物體，"Zalogina博士說。
"但是這種技術(shù)很慢，而且技術(shù)非常昂貴，往往要花費(fèi)超過一百萬美元。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。人眼無法看到的更低頻率被稱為紅外線。紫色具有我們能看到的最高的光頻率，紫外線的頻率甚至更高，但人眼卻看不見。
雖然我們的眼睛無法檢測(cè)到紅外線和紫外線，但我們有可能利用相機(jī)和其他技術(shù)"看到"它。
同樣來自ANU的共同作者Sergey Kruk博士說，研究人員對(duì)實(shí)現(xiàn)非常高頻率的光感興趣，也被稱為'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。
澳大利亞國立大學(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，以確保簡化的制造過程。"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)過程中，制造商使用微小的極紫外光源來實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)這一過程，以便盡早診斷出任何問題，這將是有益的。這樣一來，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)。
