秤對人們來說并不陌生，然而，有一種秤，人們卻從沒有聽過、見過，那就是上海交大物理系朱卡的教授團(tuán)隊(duì)發(fā)明的“光秤”。
朱卡的教授和他所指導(dǎo)的李金金博士以量子光學(xué)和納米材料為研究基礎(chǔ)，在國際上首次發(fā)明了納米光學(xué)質(zhì)譜儀，也就是“光秤”，可以對生物DNA分子的質(zhì)量、染色體的質(zhì)量以及中性原子的質(zhì)量進(jìn)行無損高精度的光學(xué)測量。
朱卡的教授說，他的研究團(tuán)隊(duì)將碳納米管、量子點(diǎn)和表面等離激元的復(fù)合系統(tǒng)等系統(tǒng)地組合起來研究，發(fā)明了第一個全光控制的高靈敏納米光學(xué)質(zhì)譜儀。
對這一研究成果，美國物理學(xué)會評價(jià)：“這項(xiàng)研究工作有望帶領(lǐng)納米科學(xué)進(jìn)入一個嶄新的測量領(lǐng)域。”國際公認(rèn)的物理學(xué)界頂尖綜述期刊《Physics Reports》也刊登了朱卡的教授團(tuán)隊(duì)該成果的長篇綜述性論文。這也是上海交通大學(xué)首次以唯一單位在該期刊上發(fā)表論文。
據(jù)朱卡的教授介紹，目前測量原子和質(zhì)子等微觀粒子質(zhì)量的方法或儀器包括經(jīng)典質(zhì)譜儀和電學(xué)納米質(zhì)譜儀。與這兩種傳統(tǒng)的方法相比，“光秤”的靈敏度和精確度都大幅提高。
“舊的探測方法的不足之處是，被探測的粒子要使其強(qiáng)行帶電，才能夠被測量。”朱卡的教授表示，這就意味著，由于很多固有屬性不能帶電的粒子，其質(zhì)量的測量將受到限制，比如DNA分子，如果強(qiáng)行使其帶電，就可能造成其生物成分遭到破壞。
朱卡的教授估算，通過全光控制的“光秤”，靈敏度和精確度比傳統(tǒng)的電學(xué)質(zhì)譜儀高出了將近3個數(shù)量級。他表示，這項(xiàng)研究工作在現(xiàn)有電學(xué)質(zhì)譜儀上做了很大的提升和改進(jìn)，用全光學(xué)的方法代替了傳統(tǒng)的電學(xué)測量，放大了人們對微觀世界的認(rèn)識，并帶領(lǐng)納米科學(xué)進(jìn)入一個嶄新的測量領(lǐng)域。