光鑷夾(optical tweezer)通常只能捕捉與光波長尺寸相當(dāng)?shù)奈⒚准壩矬w，但最近西班牙與澳大利亞的科學(xué)家卻制作出一種光學(xué)納米鑷夾(optical nanotweezer)，并成功地用它來捕捉及移動僅幾十納米大的物體。這套新工具能捉住病毒等微小物體而不會破壞它們，而且能在生物兼容的介質(zhì)(例如水)中操作，未來可望應(yīng)用在各種領(lǐng)域，從協(xié)助科學(xué)家了解疾病背后的機(jī)制，到組合微小的機(jī)械。

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控制個(gè)別分子在醫(yī)學(xué)中是極為關(guān)鍵技術(shù)，例如研究疾病起源時(shí)通常需要操控病毒或大型蛋白質(zhì)；而能精準(zhǔn)置放微小物體(如碳納米管)在分子馬達(dá)等納米科技的發(fā)展中也占有核心的地位。傳統(tǒng)光鑷夾的精準(zhǔn)度受制于衍射極限(diffraction limit)，以可見光來說約是300 nm，所以只能對付微米級物體。

然而，近場光波不受衍射極限的約束。近場光波只存在于發(fā)光區(qū)附近，隨著距離快速衰減。1990年代有科學(xué)家建議利用近場掃描光學(xué)顯微鏡(near-field scanning optical microscope, NSOM)來捕捉及操控納米級物體。NSOM是以探針上直徑幾十納米的孔徑在物體上方幾納米處掃描，來擷取近場光。

要將NSOM變成光鑷夾，必須讓激光通過孔徑在近場范圍聚焦于一點(diǎn)。在焦點(diǎn)中，光場強(qiáng)度的梯度會將微小物體拖往電場最強(qiáng)的焦點(diǎn)中心，原理與統(tǒng)光鑷夾一樣，問題是匯聚在顯微鏡探針尖端的光場太強(qiáng)，會破壞對熱敏感的樣品，甚至傷及針尖本身。

最近，巴賽隆那光電科學(xué)研究所(Institute of Photonic Sciences)的Romain Quidant等人證明只要采用強(qiáng)度低很多的光，就能捕捉操控微小物體。該團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)裝置包含直徑1 m的光纖，尖端有寬85 nm的領(lǐng)結(jié)狀開口。他們采用新的自感反作用(self-induced back action)捕捉術(shù)，這種根據(jù)樣品行為實(shí)時(shí)調(diào)整局部場強(qiáng)度的技術(shù)讓他們得以降低光強(qiáng)度。

該團(tuán)隊(duì)以功率可在2-5 mW范圍內(nèi)調(diào)整的近場激光，來操控水中粒徑為50 nm的聚苯乙烯微粒達(dá)30分鐘。Quidant表示，他們看好這項(xiàng)技術(shù)能成為納米科學(xué)中用來非侵入式操控納米物體所的需通用工具。