10大革命性技术：简易快速的纳米显微镜

撰文 本·福格尔森(Ben Fogelson) 翻译 王栋

一种可以拍摄纳米粒子的电子显微镜能快速检测药物、爆炸物中的分子信息。

具备纳米尺度分辨率的电子显微镜已经得到了广泛应用，但其价格动辄高达数百万美元，准备样品也非常麻烦。对于专业的研究型实验室来说，这样的状况还能够接受，但如果要快速扫描产品样品，来查看内置的微尺度水印呢？

纽约大学物理学家戴维·格里尔(David Grier)和同事研制出的一种新型全息显微镜，就能解决这一问题。他们以商用蔡司(Zeiss)显微镜为基础，将它的白炽灯光源换成激光光源。激光照射到待观察的样品上，然后发生散射，形成由激光束和散射光互相干涉而成的三维图像(即全息图)，并由摄像机录下。

数十年以来，科学家已经可以生成微尺度物体的全息图像，但从中提取出有用的信息总是很困难。这就是格里尔这项发明的价值所在。他的研究小组编写了一种软件，能够快速求解描述光在球体上散射的方程中的未知参数。这些参数中包含了关于散射物体的所有信息。由于这种显微镜具有纳米级的分辨率，研究人员得以追踪胶体中悬浮的粒子(例如涂料样品中漂浮的纳米珠)。同时，它的成本只有电子显微镜的十分之一。

格里尔希望这种仪器能够提供一种快速而经济的方式，用来观察产品内部的单个粒子。设想一下，涂料桶或洗发水瓶中每滴液体都含有标注了产品生产信息的微粒——就像指纹一样。格里尔还补充道，这种显微镜同样容易“读”出“加盖”在药物、爆炸物及其他物品中的分子信息。