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美國研究人員迫使電流集中流經奈米級的金屬片，成功創造出奈米級的強磁場。利用核磁共振(NMR)技術中常見的傅立葉變換(Fourier-transform)，他們能夠進行高空間解析度(10 nm)的磁共振造影(MRI)及光譜測量。奈米級MRI對於拍攝生物有機體尤其有用，如果能進一步改良，此新技術可望在未來對病毒及蛋白質高分子進行造影。
此研究由伊利諾大學厄巴納香檳分校(UIUC)的Raffi Budakian團隊所完成。Budakian表示，他們的核磁共振程序能應用核磁共振技術對所謂的自旋噪訊(spin noise)進行編碼。換言之，研究人員是利用所有核自旋(nuclear spin)的統計漲落而其非熱自旋極化(thermal spin polarization)來編碼，原因是在奈米級潔的體積中，核自旋漲落產生的訊號通常遠大於熱自旋極化產生的訊號。然而，由於這些訊號的大小及正負會來回變動，因此難以運用。他們的技術正好提供一個新方法，產生能利用這種隨機訊號來操作的NMR脈衝序列。
研究人員把待分析樣本連接至長15 μm、寬50 nm的矽奈米線機械共振器頂端，接著將奈米線放置於寬240 nm、厚100 nm的金屬片上。他們引導高頻電流流經此金屬片，在樣本上產生強磁場並形成磁共振。然後他們讓電流振盪以產生磁場梯度，其頻率與奈米線振動頻率相等。此時，樣本中自旋與非均勻交流磁場間的交互作用力會使奈米線產生埃米級(angstrom-scale)的微弱振動，此訊號可用實驗設備中的光學干涉儀測得。
伊大團隊成功地利用該方法對聚苯乙烯樣本中的1H自旋造影，並獲得材料中質子密度的2D投影，其空間解析度達10 nm。此技術可望應用在生物樣本的造影上，而該團隊的短程目標為達到更高的空間解析度，希望能對病毒進行3D的層析成像，並期待隨著技術進一步提升，未來使用於蛋白質等高分子的觀測。詳見 Physical Review X | doi: 10.1103/PhysRevX.3.031016。 |