瑞士研究人員開發(fā)出一種“納米閥門”，能在納米尺度上控制微細(xì)管道里單個(gè)粒子的運(yùn)動(dòng)，有望用于研究納米粒子的性質(zhì)，幫助開發(fā)新型材料和藥物。

該技術(shù)由瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)。他們在新聞公報(bào)中說，這種閥門適用于金屬或半導(dǎo)體納米粒子、病毒微粒、脂質(zhì)體、抗體分子等多種微粒，在材料、化學(xué)和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域都將找到用武之地。

在納米尺度上，物質(zhì)的性質(zhì)與宏觀狀態(tài)下大不相同，其運(yùn)動(dòng)無法用機(jī)械閥門控制。據(jù)研究人員介紹，為了打開和關(guān)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(gè)“瓶頸”外側(cè)安裝電極。施加特定的電場，能對通道中的微粒產(chǎn)生作用力，決定它能否通過“瓶頸”。

實(shí)驗(yàn)顯示，純水中的納米粒子平時(shí)無法通過“瓶頸”，對于這些粒子來說，閥門處于關(guān)閉狀態(tài);施加電場則可使粒子通過“瓶頸”，相當(dāng)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(shí)是打開的，施加電場后關(guān)閉。在實(shí)際應(yīng)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(shí)現(xiàn)分離。這意味著，設(shè)計(jì)出相應(yīng)的管道系統(tǒng)和電場，能篩選、過濾特定性質(zhì)的粒子。他們還成功地將單個(gè)粒子引導(dǎo)到兩個(gè)閥門之間的區(qū)域，將其禁錮在狹小空間內(nèi)，這能減少粒子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的干擾，便于觀測粒子性質(zhì)。

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

相關(guān)論文發(fā)表于最新一期英國《自然·納米技術(shù)》雜志。