科技日报记者 刘霞
以色列魏茨曼研究所领导的科学家团队在最新一期《应用物理评论》杂志网站发表论文，展示了一种对单个电子成像的新方法。该方法目前仍处于初始阶段，未来有望为各种不同的分子拍摄“特写”，这可能彻底改变新药研发和量子材料的表征。
实验装置：一个30微米厚的金刚石膜，每个柱子的顶部有一个传感器，放大2640倍（上）和32650倍（下）。
图片来源：维兹曼科学研究所
几十年来，尽管磁共振成像（MRI）技术在诊断大量疾病方面发挥了重要作用，但仍有一些潜在问题有待解决。例如，MRI读出效率非常低，需要数千亿个分子的样本量才能发挥作用，这就导致输出被平均化。对于大多数诊断程序，平均值最佳，但与此同时也会丢失一些细节，而这些细节可能隐藏着很重要的生物学过程。
研究人员解释道，为获取单个分子的细节，需要开发出一种能获取单个分子特写镜头的工具，研究人员可借助这些工具密切观察重要分子的结构，从而为新发现或新药研发开辟道路。
鉴于此，在最新研究中，研究团队开发出了一种可以精确定位电子位置的方法。该方法基于位于一个氮-空位中心附近的旋转磁场，氮-空位是一种特殊的人造金刚石中原子大小的缺陷，一般被用作量子传感器。由于该氮-空位仅仅原子大小，这种传感器对附近的变化特别敏感，由于其量子性质，它可以区分是单个电子还是多个电子，这使它特别适合精确测量单个电子的位置。
研究团队指出，最新方法朝着精确纳米成像迈出了关键一步，未来科学家将能够使用这项技术来对不同分子进行成像，为其拍摄“特写”。