制造纳米粒子和结构的计划可能还处于早期阶段，但剑桥大学的理查德·鲍曼(Richard Bowman)正在展望未来——我们如何利用激光束将这些粒子分类，他和克里斯·史密斯(Chris Smith)进行了交谈……
Chris -那么，为什么我们首先要对纳米颗粒进行分类?有什么问题吗?
理查德:嗯，你可能有两个主要原因想要这么做。一个是，当你制造纳米粒子时，通常，你想要制造一个特定的形状或大小，但化学合成产生的是一个大小和不同形状的传播。所以，如果你能把它们筛出来，筛出你想要的，那就很有用了。另一件事是，正如马特所说，如果你把这些用作传感器，有时你想把附着在某物上的纳米粒子和没有附着在某物上的纳米粒子区分开来。同样，你可以用这个筛出你感兴趣的粒子从更详细的分析中。
Chris -现在做起来很棘手，是吗?
理查德:是的，很难。特别是，有一些技术可以让粒子通过，并将它们分类到一个或另一个容器中，但你必须在每个粒子通过时都要观察，而且你必须非常非常快地进行检测。它作用于水滴，相当于数百或数千个纳米粒子。
克里斯:当然，我们想用数百万美元。
理查德:是的，但是我们想把它们单独分类。所以，同时处理更少的问题和更多的问题。
Chris -大多数人不会真正理解你实际上可以用激光的形式来推动物体。那么，你的技巧是如何起作用的呢?
理查德:是的。它利用一束光所携带的动量。如果我用激光笔照你，它实际上是在把你向后推。有能量以高速流过激光束。这就对应了一点动量。为了让你们感受一下这个力，如果我用一束很强的激光照射你们，它所产生的力比放在桌面上的一粒盐的重量小一千倍。
所以，一个非常非常小的力，但我认为对于一个非常非常小的粒子你不需要很大的力来推动它们。
理查德:不，真的。你可以用激光推动粒子。在这样的长度范围内，它是相当快的。
克里斯:那么，你的技巧是如何发挥作用的呢?跟我们说说你想做什么，你是怎么做的?
首先，我应该多提一点光是如何与纳米粒子相互作用的。马特说，它推动纳米粒子中的电子。但是对于纳米粒子，你可以把纳米粒子中的电子想象成一杯茶中的茶。如果你摇晃你的茶杯，它会左右晃动。但是茶杯的大小会影响它晃动的方式。更大的茶杯里的茶晃动得更慢。
克里斯-尤其是我喝的茶，是的。
理查德:是的，所以，电子在纳米粒子中左右晃动的速率与光的颜色相对应。所以，如果我们有…
克里斯:因为不同颜色的光有不同的波长。它们有波谷和波峰，它们之间的距离不同。你是这个意思吗?
理查德:对，没错。这对应一个不同的频率。所以，如果纳米粒子在不同的频率上共振，你会发现一种颜色的光会推动其中一种纳米粒子比另一种更强。
克里斯:所以，通过使用不同颜色的光，你可以把一种尺寸的纳米粒子往一个方向推，也可以把另一种尺寸的纳米粒子往另一个方向推，或者不影响它。通过这种方式，可以实现某种排序。
理查德:没错。
克里斯:管用吗?
理查德:已经证明了。在过去的几年里，有几篇论文展示了不同大小的纳米颗粒的运动。我真正想做的是把它同时放大到更多的纳米粒子。然后，收集这些纳米粒子。所以，在微流体装置中工作。
克里斯——例如,如果你想用纳米粒子像卡梅隆描述医学上和你想要一个非常,非常紧密的规范粒子,你可以喂它通过你的系统,它将被丢弃一个规模在一个方向,一个粒子大小或拒绝在另一个方向,有点像那种坚果会沿着传送带和他们吹了吹口气,如果他们是一个开心果,例如没有打开。
理查德:是的，这就是我们想要的。
克里斯:有多远?
理查德-嗯。我认为……
克里斯-我猜这行不通，因为你说那是我想去的地方。我猜你还有一段路要走。
是的，我的意思是，我们已经看到了不同尺寸的纳米颗粒的分类，但扩大规模还需要一段时间。我不希望它在至少10年左右的时间里被用在你能买到的产品上，但在实验室的研究中使用它，希望这将是未来几年的事情。
Chris -但是，这让人们对研究人员工作的时间尺度有了更深入的了解我们没有一个灵光乍现的时刻然后问题就解决了。这是一系列非常非常艰苦的实验，在很长一段时间内进行微小的发现增量。
理查德-是的，在我们找到合适的条件之前，有很多事情需要调整和优化。
克里斯-理查德带来了一些小玩意。理查德，你在演播室给我们准备了一个小实验。你带来了什么?
理查德-马特之前提到过莱库格斯杯。这是一块非常漂亮的彩色玻璃，当你从正面照射它时，它看起来是绿色的，当你从它上面照射时，它看起来是红色的。考虑到我们实验室里有各种各样的金纳米颗粒，我一直很好奇为什么我从来没有注意到这一点。所以我想试着重现莱库格斯杯。
克里斯-所以，你为我们偷了一些实验室的纳米粒子。我们能看到它们吗?它们长什么样子?
好的，这个小罐子里有少量的红色液体。它很可能是蔓越莓汁，尽管我不会喝。
克里斯:它是一种粉红色的液体，有点我们所说的浑浊，也就是有点浑浊，但只是一点点。例如，如果我看它后面的屏幕，我可以看到它后面电视屏幕上的图片。所以，里面有很多微小的金纳米颗粒。粒子有多大?
理查德:那么，这里的粒子大约有50纳米大小。也就是人类头发宽度的千分之一。
克丽丝:那我们拿它们怎么办呢?
好的，如果我用手电筒照它们，你会看到手电筒的光束看起来有点像小粉。
Chris -所以，看起来就像你把一盏灯照在溶液上看起来并没有什么不同。这和我刚才拿着它时看到的粉红色是一样的。
理查德:没错。不同的是，当我从前面照射火炬时…
Chris -你现在把它转过来了，所以我沿着火炬的光束看着它远离我。所以我现在看到的不是穿过溶液的光，而是沿着火炬，看到它打在瓶子的前面。
理查德:没错。希望你们能看到一种黄绿色的色调。
克里斯:颜色完全不一样。射向我的光，被瓶子正面反射的是绿黄色的。我想如果我绕到后面看一看，我又会看到粉红色的光吗?
理查德:没错。
克里斯:为什么会有不同?
理查德:这就是颜色形成的方式。当我把光照射过去时，你看到的是没有被粒子吸收的光。
克里斯:那是透射光，所以它看起来是粉红色的。
理查德:对，没错。
克里斯-好吧。
理查德:当我把光照在前面的时候，你看到的是这些粒子散射的光。就像我之前说的，共振效应，这杯晃动的茶，对于这些粒子，50,60纳米的金粒子，对应于绿光。所以，它会强烈地散射绿光，这就是我从前面照射火炬时你看到的。当我从背面照射它时，因为那是被散射和吸收的光，红色的光通过了。
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