秤對人們來說(shuō)並不陌生,然而,有一種秤,人們卻從沒有聽過、見過,那就是上海交大物理係朱卡的教(jiāo)授(shòu)團隊發明的“光秤”。
朱卡的教授和他所指(zhǐ)導的李金金博士以量子光學和納米材料為研究基礎,在國(guó)際上首次發明了(le)納米光學質譜儀,也就是“光秤”,可以對生物(wù)DNA分子的質量、染色體的質(zhì)量以及中性原子的質量進行無損高精度(dù)的光學(xué)測量。
朱卡的教授(shòu)說,他的研究團隊將碳納米管、量子點和表麵等離激元的複合係統等係統地組合起來研究,發明了第(dì)一個全(quán)光控製的高靈(líng)敏納米光學質譜儀。
對這一研究成果,美國物理學會評價:“這項研究工作(zuò)有望帶領納米科學進入一個嶄(zhǎn)新(xīn)的測量領域。”國(guó)際公認的(de)物(wù)理學界頂尖綜述期刊《Physics Reports》也刊(kān)登了朱卡的教授團隊該成果的長篇綜述(shù)性論文。這也是上海交通大學首次以唯一單(dān)位在該(gāi)期刊上發表論文。
據朱卡(kǎ)的教授介紹,目前測量原子(zǐ)和質子等(děng)微觀粒子質量的方(fāng)法(fǎ)或儀器包括經典質譜儀和電學納米質譜(pǔ)儀。與這兩種傳統的方法相比,“光秤”的靈(líng)敏度和精確度都大幅(fú)提(tí)高。
“舊的探測方法的不足之處是,被探測的粒子要使其強行帶(dài)電,才能夠被測(cè)量。”朱卡(kǎ)的教授表示,這就意味著(zhe),由於(yú)很多固有屬性不能帶(dài)電的(de)粒子,其質(zhì)量的測量將受到限(xiàn)製,比如DNA分子,如果強行使其(qí)帶(dài)電,就可能造成其生物成分遭到破壞(huài)。
朱卡的教授估算,通過全光控製的“光秤”,靈敏度(dù)和精(jīng)確度比(bǐ)傳(chuán)統的電學質譜儀高出了將近3個數(shù)量(liàng)級。他表示(shì),這項研究工作在現有電學質譜儀上做了很大(dà)的提升和改進(jìn),用全光學的方法代替了傳統的(de)電學測量,放大了人們(men)對微觀世界的認(rèn)識,並帶領納米科學進入一個嶄新的測量領域。
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