不但能探测到原子,还能移动原子的显微镜
科普小知识2022-04-10 11:58:20
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四年前,1982年,他和海因里希·罗雷尔发明了一种显微镜,可以观察组成物质的原子。这台显微镜不仅能检测原子,还能移动它们。
几个世纪以来,人类只能依靠光和各种透镜来看到肉眼无法分辨的图像。但是自1930年以来,人类第一次超过了光学显微镜的分辨率。
电流透射电镜观察枯草芽孢杆菌
1933年,德国物理学家发明了一种叫做“透射电子显微镜”的装置,它的成像放大率超过了当时最好的光学显微镜。这台电子显微镜不向被观察的物体发出光波,而是向电子发出光波。随着科技的进步,小世界的清晰度越来越高。
仅仅几年后,另一位德国发明家发明了一种扫描电子显微镜,可以显示样品的深度和表面特征。
硅气凝胶
今天最先进的透射电子显微镜非常强大,观察到的图像必须以皮米(10-12米)为单位进行测量。
圣海伦火山的火山灰颗粒
宾尼格和罗尔建造的显微镜不同。显微镜有一个微型探测器,可以指向样品表面附近的一个原子。探测器通过电子隧穿效应获得物体信息,可用于重建物体表面原子分辨率的图像。
石墨烯
有了这些发明,过去几十年纳米技术的研究进展可以如此之快。这些探测装置不仅能看到原子的水平,还能接触原子并把它们移动到特定的位置。
人们总是说扫描隧道显微镜和纳米技术之间的关系就像望远镜和天文学之间的关系。然而,扫描隧道显微镜也可以移动观察到的物体,创造出自然界从未有过的纳米级结构。到目前为止,还没有望远镜能够将火星和金星结合在一起。
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