控制單粒子運動的“納米閥門”問世

　　據美國物理學家組織網近日報道，瑞士研究人員開發出一種“納米閥門”，能在納米尺度上控制微細管道里單個粒子的運動，有望用于研究納米粒子的性質，幫助開發新型材料和藥物。

　　該技術由瑞士蘇黎世聯邦理工大學研究團隊開發。他們在新聞公報中說，這種閥門適用于金屬或半導體納米粒子、病毒微粒、脂質體、抗體分子等多種微粒，在材料、化學和生物醫學等領域都將找到用武之地。

　　在納米尺度上，物質的性質與宏觀狀態下大不相同，其運動無法用機械閥門控制。據研究人員介紹，為了打開和關閉超薄通道中的納米顆粒流，他們用到了電力。他們在硅芯片上蝕刻出直徑為300納米—500納米的通道，將需要安裝閥門的部位收窄，并在這個“瓶頸”外側安裝電極。施加特定的電場，能對通道中的微粒產生作用力，決定它能否通過“瓶頸”。

　　實驗顯示，純水中的納米粒子平時無法通過“瓶頸”，對于這些粒子來說，閥門處于關閉狀態；施加電場則可使粒子通過“瓶頸”，相當于閥門打開。然而，對于鹽溶液中的納米粒子，情況剛好相反，閥門平時是打開的，施加電場后關閉。在實際應用中，鹽溶液中的病毒、抗體等生物粒子可以被輕易操控。

　　研究人員利用帶閥門的三叉管道，使混在一起的兩種納米粒子流向不同的出口，實現分離。這意味著，設計出相應的管道系統和電場，能篩選、過濾特定性質的粒子。他們還成功地將單個粒子引導到兩個閥門之間的區域，將其禁錮在狹小空間內，這能減少粒子無規則運動的干擾，便于觀測粒子性質。

　　研究人員還與蘇黎世大學的科學家一起，成功使用該系統操控直徑僅10納米的半導體粒子和抗體微粒。

　　相關論文發表于最新一期英國《自然·納米技術》雜志。