影响未来的十大技术之一?核磁共振压力显微镜 （205-04-22）

即将出版的《技术评论》杂志，评出了未来将会对整个社会产生重大影响的技术。量子电线、硅光电技术 、新陈代谢学（Metabolomics）、 核磁共振压力显微镜(成像技术)、纳米电子学、细菌工厂、环境信息学、生物机械电子学（Biomechatronics）、手机病毒和机载网络。如果获得成功，它们将大大改变我们的工作和生活。 其中核磁共振压力显微镜――成像技术：它将向我们展现三维分子世界的图像。 在纳米技术和分子生物学领域，研究人员常常由于不能以三维方式观察原子和分子而受到严重的制约。例如，蛋白质构成复杂的模式，而这些模式是那些试图发现这些生物分子功能的生物学家基本上看不到的。 因此，研究人员正在努力开发一种可以提供纳米世界三维图像的工具。这种叫做核磁共振压力显微镜（MRFM）的仪器是由核磁共振成像与广泛应用于纳米技术的原子力显微镜（AFM）结合的产物。加州San Jose市IBM Almaden研究中心的物理学家在Daniel Rugar的领导下，最近利用MRFM检测到了单个电子发出的微弱的磁信号――单个电子的“自旋”（spin）。尽管这一成就距拍摄原子或分子的三维照片仍有很长的距离，但它是证明MRFM可以完成原子级成像的关键性的一步。MRFM在工作时，振动一个超敏感的悬臂（悬臂甚至在出现极其微弱的力时也会发生倾斜）末端上的微小的磁头。在适当的条件下，磁头与电子之间的磁力以可测量的形式改变悬臂的振动。在三维光栅中扫描分子理论上可以产生图像。 通过帮助药物研究人员更直接地找到蛋白质的结构，MRFM可以为开发更安全、更有效的药物提供宝贵的线索。这种确定蛋白质复杂的三维结构的标准技术涉及让蛋白质结晶，然后分析X光衍射图，因为X光会激发晶体中原子的运动。但是，并不是所有的蛋白质都能结晶，而分析X光衍射图也是一件艰苦而棘手的工作。 IBM的研究人员开发出了显示原子图像的扫描隧道显微镜，并合作发明了AFM，从而使大多数纳米技术成为可能。AFM已经成为用于原子级处理的标准工具。 MRFM是否能产生同样的影响现在还不能肯定。但是，IBM的试验结果对于那些为获得显示原子和分子世界的更清晰、更全面的图像而奋斗的人来说，是一个巨大的鼓舞。