纳米粒子有了彩色三维图像

2011-2-25 09:32 来源: 中国科学院
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  纳米粒子具有出人意料的奇特属性,比如可用其制造能够弯曲的陶瓷或磁化强度可被控制的材料,但要想通过弄清纳米粒子的结构来研究这些属性,科学家却始终未能如愿。不过,《大众科学》杂志网站2月24日(北京时间)的报道称,一个来自欧洲的联合研究团队现已设法获得了纳米粒子的彩色三维图像,可以让他们清点其中的原子数目,了解这些原子是如何排列的。

  研究人员使用了美国劳伦斯伯克利国家实验室的专用电子显微镜来拍摄纳米粒子图像。该显微镜的分辨率比单个原子的直径还要高,可清晰地放大观测纳米粒子的原子结构。他们将铝基银纳米粒子倾斜放置于电子束下来捕捉图像;然后基于这些图像建立模型,再通过算法重建银纳米粒子的三维图像,详细地绘制出银纳米粒子中所有784个原子的排列组成。

  参与此项研究的瑞士苏黎世联邦理工学院的玛尔塔·罗塞尔表示,到目前为止,他们还只能利用从不同角度拍摄的多张照片来显示纳米粒子的大致轮廓。但这一成果可以帮助确定哪些原子构造最适合于各种不同应用,比如用作医疗设备、药物输送系统等。

  所获得的三维图像还能为研究如何使用纳米粒子来模仿病毒或输送疫苗提供方法。巧合的是,有两个独立的研究小组分别在2月23日宣布了他们在这两个方面所取得的突破。来自美国埃默里大学的科学家利用生物可降解高分子材料,成功制造出可在尺寸和构成上模仿多种不同的细菌或病毒的纳米粒子,并在实验中激活了实验鼠免疫系统的两个不同部分,使其具有终身免疫力;而麻省理工学院的科学家开发出的新型纳米粒子可以输送治疗艾滋病和疟疾的安全疫苗,这些纳米粒子其实是脂肪球,能够携带病毒蛋白质的人造版本,从而在肌体内激起强烈的免疫反应。

  现在既然有了拍摄纳米粒子图像的方法,科学家们或许借此可以更深入地了解纳米粒子如何在原子尺度上发挥自己的功能。