人體真的能縮小？科學家用激光將物體縮小到原來的千分之一！
不管是蟻人，還是愛麗絲漫遊奇境，人類永遠都有一個夢想，雖然期望自己長得高大壯碩，但又希望能隨時縮小，可以避免眾多目光的探索，為所欲為。
要變大容易，穿上外骨骼，或者努力攝取脂肪蛋白質，把自己吃成一個銷魂的大胖子就成了；然而縮小卻是無法實現的，組成我們身體的原子、分子間的作用力，註定了用這些東西組合起來的我們無法變小哪怕一絲一毫。
不過最近，麻省理工學院(MIT)生物工程及大腦與認知科學副教授愛德華?博伊登領導的一項研究，卻找到了縮小物體的辦法，已經可以將物體的體積縮小到原來的千分之一。
目前的技術可以用激光在表面蝕刻圖案以產生二維納米結構，但要形成三維納米結構則基本不可能，因為你要在二維納米圖案上逐層堆砌形成三維結構可以說是極為漫長而痛苦的事情。
博伊登的團隊幾年前開發了一種叫膨脹顯微鏡的技術，將腦組織置入水凝膠中，然後將其膨脹，從而在常規顯微鏡下實現了高解析度成像。這種技術目前已被很多生物醫學領域的研究小組應用，用普通硬體來實現細胞和組織的三維可視化。
博伊登副教授某天突然靈光一閃，既然可以膨脹腦組織實現三維化，為什麼不能逆向工程一下，先在水凝膠中造出「大型物體」，然後再將它縮小，以形成三維納米結構呢？
研究人員想到了一種叫聚丙烯酸鈉的材料，我打賭看到這個詞你的頭肯定已經很大了，不過如果我說尿不濕的吸水材料你可能就沒那麼違和了。研究人員使用這種材料做支架，將其浸泡在熒光素分子的溶液中，然後操縱激光將熒光素分子附著在支架上作為錨點，再把其它分子用這種「縮微激光」添加進去固定在錨點上。
博伊登副教授說，幾乎各種材料，包括金納米顆粒，DNA片段，以及量子點（一種把激子在三個空間方向上束縛住的半導體納米顆粒）等等，都可用於構建納米結構。
當這個「宏觀」的三維結構建好後，研究人員再把酸加進去，阻擋凝膠中的負電荷，讓它們無法再互相排斥，從而導致凝膠收縮，讓整個結構縮小。使用這種辦法，研究人員成功地在每個維度上將結構縮小到原來的十分之一，整個體積縮小到千分之一，變成了緻密的固體。科學家們把這一技術稱為內爆製造，目前已製造出體積約1立方毫米，解析度為50納米的物體，如果想製造出1立方厘米的物體，研究人員估計解析度會在500納米左右，他們希望進一步完善此項技術，提高解析度。
那麼，這種技術究竟有什麼作用呢？
當然，目前要把人縮小成蟻人完全還不現實，總不能把你浸在尿不濕里，重新錨定你的分子結構，然後再用酸把尿不濕腐蝕掉，將你縮成原來的千分之一吧？恐怕尿不濕也不見得會同意。
所以科學家們只能退而求其次，準備將這項技術先用在其它領域，等尿不濕想通了再說。比如可用於光學領域，製造可用來研究光的基本性質的特殊透鏡；也可用於製造更小、更好的手機攝像頭、顯微鏡或內窺鏡的鏡頭；未來還可用於製造納米級的電子產品或機器人。
這項研究發表在12月13日《科學》雜誌上。
【徐德文O戴維科學】入選2018年第3季度「全國科普自媒體（今日頭條）熱度榜」前20名，謝謝讀者朋友們的支持。該榜單由中國科學技術協會科學技術普及部和人民網輿情數據中心聯合今日頭條發布。
TAG:徐德文 |