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瑞士开发出能控制单个粒子的“纳米阀门”
作者:金宝搏

  新华社北京5月28日电 瑞士研究人员开发出一种“纳米阀门”,能在纳米尺度上控制微细管道里单个粒子的运动,可望用于研究纳米粒子性质,帮助开发新型材料和药物。

  该技术由瑞士苏黎世联邦理工大学研究团队开发。他们发布新闻公报说,这种阀门适用于多种微粒,例如金属或半导体纳米粒子、病毒微粒、抗体分子,能操纵直径仅10纳米的微粒,在材料、化学和生物医学等领域都有用武之地。

  在纳米尺度上,物质的性质与宏观状态下大不相同,其运动无法用机械阀门控制。研究人员在硅芯片上蚀刻出直径300至500纳米的渠道,将需要安装阀门的部位收窄,在这个“瓶颈”外侧安装电极。施加特定的电场,能对渠道中的微粒产生作用力,决定它能否通过瓶颈。

  实验显示,纯水中的纳米粒子平时无法通过瓶颈,阀门处于关闭状态;施加电场使粒子能通过瓶颈,相当于打开阀门。对于盐溶液里的纳米粒子,情况会反过来,阀门平时是打开的,加电后关闭。

  研究人员利用带阀门的三叉管道,使混在一起的两种纳米粒子流向不同的出口,实现分离。这意味着,设计出相应的管道系统和电场,能筛选、过滤特定性质的粒子。他们还成功地将单个粒子引导到两个阀门之间的区域,禁锢在狭小空间内,这能减少粒子无规则运动的干扰,便于观测粒子性质。

  根据英国《自然》杂志旗下《科学报告》近日发表的一项纳米科学研究,除了人体外,用于递送药物的医用纳米粒子也可以帮助治疗农作物的营养缺乏症,其将在农业生产领域帮助大幅提高作物产量。

  俄罗斯国立研究型技术大学莫斯科国立钢铁合金学院的学者们与澳大利亚布里斯班昆士兰大学的同行们,在氮化硼和氮化银(BN/Ag)的基础上研发出了混合纳米粒子,并展示了它们在治疗肿瘤疾病中的效果。

  由少量原子组成、尺寸只有几纳米或更小的合金粒子有着独特性质,工业应用前景广阔。


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