據美國物理學家組織網3月21日報道，美國科學家在3月22日出版的《自然》雜誌上表示，他們(men) 發明了一種直接測量納米材料原子結構的新方法，讓他們(men) 首次得以看見納米粒子內(nei) 部的情況，並獲得其單個(ge) 原子及原子排列的三維圖像。最新研究有望大大改進醫學和生物學等領域廣泛使用的X射線斷層照相術獲得圖像的清晰度和質量。

　　加州大學洛杉磯分校物理學和天文學教授兼加州納米係統研究所研究員苗建偉(wei) （音譯）領導的團隊使用一個(ge) 掃描透射電子顯微鏡，在一個(ge) 直徑僅(jin) 為(wei) 10納米的微小金粒子上方掃射了一束狹窄的高能電子。這個(ge) 金納米粒子由成千上萬(wan) 個(ge) 金原子組成，每個(ge) 金原子的大小僅(jin) 為(wei) 人頭發絲(si) 寬度的百萬(wan) 分之一，它們(men) 與(yu) 通過其上的電子相互作用，產(chan) 生的陰影包含有金納米粒子內(nei) 部結構的信息，這些陰影被投射到掃描鏡下方的一個(ge) 探測器上。

　　研究小組從(cong) 69個(ge) 不同的角度進行測量，將每個(ge) 陰影產(chan) 生的數據聚集在一起，形成了一個(ge) 納米粒子內(nei) 部的三維結構圖。使用這種名為(wei) 電子斷層攝影術的方法，他們(men) 能直接看到單個(ge) 原子的情況以及單個(ge) 原子在特定的金納米粒子內(nei) 的位置。

　　目前，X射線晶體(ti) 照相術是讓分子結構內(nei) 的原子三維可視化的主要方法。然而，這一方法需要測量很多幾乎完全一樣的樣本，然後再將得到的結果平均。苗建偉(wei) 說：“一般平均需要掃描數萬(wan) 億(yi) 個(ge) 分子，這會(hui) 導致很多信息丟(diu) 失。而且，自然界中的大部分物質都是結構不如晶體(ti) 結構那麽(me) 有序的非晶體(ti) 。”他表示：“現有技術主要針對晶體(ti) 結構，目前還沒有直接觀察非晶體(ti) 結構內(nei) 部原子的三維情況的技術。探索非晶體(ti) 材料的內(nei) 部情況非常重要，因為(wei) 結構上一點小小的變化都會(hui) 大大改變材料的電學屬性。例如，半導體(ti) 內(nei) 部隱藏的瑕疵會(hui) 影響其性能，而新方法會(hui) 讓這些瑕疵無所遁形。”

　　苗建偉(wei) 和他的同事已經證明，他們(men) 能為(wei) 一個(ge) 並非完美的晶體(ti) 結構（比如金納米粒子）攝像，晶體(ti) 可小至0.24納米，一個(ge) 金原子的平均大小為(wei) 0.28納米。實驗中的金納米粒子由幾個(ge) 不同的晶粒組成，每個(ge) 晶粒形成一塊拚圖，其中的原子采用些許不同的模式排列。納米結構具有隱藏的晶體(ti) 斷片和邊界，同由單一晶體(ti) 結構組成的物質不同，新方法首次在三維層麵實現了納米粒子的內(nei) 部可視化。