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在被光線照射了72小時之後，奈米粒子帶發生扭曲，呈現出螺旋狀
After 72 hours of exposure to ambient light, strands of nanoparticles twisted and bunched together. Credit: Nicholas Kotov







Science：最新研究發現光能夠扭曲物質
引自科學網

2010年3月26日，美國《生活科學》雜誌報導，美國科學家進行的一項新研究得出驚人發現，光也能扭曲物質。實驗中，研究人員觀察到奈米粒子帶在光線影響下發生扭曲。眾所周知，物質能夠導致光線發生彎曲，我們只需借助棱鏡和玻璃這些簡單工具便可發現這種現象。在這項新研究之前，科學家從未觀察到光線扭曲物質這種相反的現象。
 
在一片漆黑的實驗室，科學家將奈米粒子連接在一起形成帶狀。奈米粒子帶最初是扁平的，但在光線照射下，它們最終發生扭曲，呈現出螺旋形狀。這無疑是一項非常新奇的發現，甚至連研究人員最初也產生懷疑。(一奈米相當於十億分之一米)
 
參與此項研究的密西根大學(University of Michigan, Ann Arbor)化工系(Department of Chemical Engineering), 生醫工程系(Department of Biomedical Engineering), 材料科學與工程系(Department of Materials Science and Engineering)教授尼古拉斯•科托夫(Nicholas A. Kotov)表示：“開始的時候，我也不相信。說老實話，我們用了整整3年半時間才弄明白光子如何導致1000倍於分子的堅固結構出現這種顯著變化。”實驗中的奈米粒子表面由硫化鎘(CdS, cadmium sulfide)製成，最初帶微弱的負電荷。在轟擊奈米粒子時，光子(光的粒子)的能量讓奈米粒子的電子處於活躍狀態，引發化學反應並使其更多地帶上負電荷。由於兩個負電荷彼此排斥，奈米粒子也開始發生更強烈的排斥。”
 
科托夫對《生活科學》雜誌表示：“一層奈米粒子開始排斥其他奈米粒子進而形成機械應力，為了釋放機械應力，奈米粒子帶發生扭曲。這與拉禮品盒上的聖誕帶時出現的現象非常相似。扁平的聖誕帶被拉過之後也會變成螺旋狀。”他指出，這種螺旋結構對光學研究非常重要，有助於研發與眾多技術有關的新材料。在3月12日出版的《科學Science》雜誌上，科托夫及其研究小組詳述了他們的發現。

PHYSORG原文報導
Light twists rigid structures in unexpected nanotech finding
March 17, 2010

Science原文論文
Light-Controlled Self-Assembly of Semiconductor Nanoparticles into Twisted Ribbons
Originally published in Science Express on 11 February 2010
Science 12 March 2010:
Vol. 327. no. 5971, pp. 1355 - 1359
DOI: 10.1126/science.1177218
Sudhanshu Srivastava,1 Aaron Santos,1 Kevin Critchley,1,2 Ki-Sub Kim,1,3 Paul Podsiadlo,1,4 Kai Sun,5 Jaebeom Lee,1,7 Chuanlai Xu,1,8 G. Daniel Lilly,1 Sharon C. Glotzer,1,6,* Nicholas A. Kotov1,5,6,7,*
1 Department of Chemical Engineering, University of Michigan, Ann Arbor, MI 48109, USA.
2 School of Physics and Astronomy, University of Leeds, Leeds LS2 9JT, UK.
3 Department of Chemical and Biological Engineering, Chungju National University, 72 Daehak-ro, Chungju, Chungbuk 380-702, Republic of Korea.
4 Center for Nanoscale Materials, Argonne National Laboratory, Argonne, IL 60439, USA.
5 Department of Materials Science and Engineering, University of Michigan, Ann Arbor, MI 48109, USA.
6 Department of Biomedical Engineering, University of Michigan, Ann Arbor, MI 48109, USA.
7 Department of Nanomedical Engineering, College of Nanoscience and Nanoengineering, Pusan National University, Miryang 627-706, Republic of Korea.
8 School of Food Science and Technology, Jiangnan University, Wuxi, Jiangsu 214122, China.