科学家发明捕获单分子技术

顾汉现

科学家发明捕获单分子技术


发布时间：2009-6-30 11:47:20


科学家发明捕获单分子技术  


德国马克斯·普朗克协会弗里茨－哈贝尔研究所6月26日宣布，该机构研究人员发明了一种捕获单分子的技术，这一技术为研究分子提供了一种全新的实验途径。

科学家很早以前就实现了用激光捕获单原子，其机制是利用激光光子反向碰撞单原子，使其渐渐“刹车”直到接近静止状态。但是这种机制无法用来捕捉分子，因为单分子吸收了反向光子后也不会“刹车”。

弗里茨－哈贝尔研究所的研究人员想到了用周期电势阱来抓住单分子。为此他们构造了一个由1240条金箔电极等间距排列而成的微芯片，并使微芯片上方形成间隔为100微米的圆柱形周期电势阱。这种电势阱可以用来捕获电偶极矩类型的分子。

研究人员把要捕捉的分子用分子束的形式打到微芯片上方。然后调节交流电频率使得电势阱以与分子束相近的速度运动。当分子与电势阱的相对速度为零时，分子就会掉到电势阱中出不来。形象地说，就好像技术高超的足球运动员通过腿部运动把迎面而来的足球稳稳地停在脚背上。然后研究人员缓慢降低电势阱的速度，在这个过程中不断收集相对速度为零的分子。到最后，电势阱连同它囚禁的分子一同“刹车”并逐渐达到静止状态。

据介绍，这项技术可以用来测量分子不同激发态的寿命，研究不同分子碰撞的过程，甚至还有助于量子计算机的研制。研究人员说，他们相信这一技术开创了一个新的研究领域。

这一研究成果已于26日刊登在美国《科学》杂志网站上。（来源：新华网 郑家荣）