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瑞士首度攻克单个粒子控制纳米阀门

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。 这是瑞士首都攻克单个粒子控制的纳米阀门技术,相关论文发表在新一期英国《自然·纳米技术》杂志上。

 

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