白駒過(guò)隙，頂尖自國(guó)際頂尖學(xué)術(shù)期刊《自然-納米技術(shù)》（Nature Nanotechnology）創(chuàng)刊以來(lái)已過(guò)去十年時(shí)間。學(xué)術(shù)選材該雜志在本月刊發(fā)精選圖片專稿，期刊這些圖片均來(lái)自于以往在該雜志上刊發(fā)過(guò)的年震研究文章和快訊。下面就讓我們來(lái)領(lǐng)略科學(xué)圖像之美吧！撼圖
Nat. Nanotech. 4, 557–561 (2009)
圖1放置DNA
這張圖像表現(xiàn)了DNA折紙被放置在光刻圖案化表面。片精這一原子力顯微鏡圖像顯示邊長(zhǎng)127納米的料牛DNA三角被放置在線寬500納米的圖案化類金剛石薄膜表面。
Nat. Nanotech. 9, 1054–1062 (2014)
圖2神經(jīng)保護(hù)（neuroprotection）
這張熒光圖像顯示了Squalenoyl adenosine納米組裝體（綠點(diǎn)）通過(guò)人類大腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞的頂尖內(nèi)化作用并停留在細(xì)胞質(zhì)中。紅色區(qū)域顯示的學(xué)術(shù)選材是細(xì)胞膜，同時(shí)藍(lán)色區(qū)域則是期刊標(biāo)記細(xì)胞核。
Nat. Nanotech.7, 630–634 (2012)
圖3谷-自旋阻塞（valley-spin blockade）
這張偽色圖像顯示了作為微波電壓和施加于納米管取向方向的年震磁場(chǎng)的函數(shù)的電流通過(guò)彎曲的納米管。白色區(qū)域?qū)?yīng)最高電流值。撼圖
Nat. Nanotech. 6, 308–313 (2011)
圖4納米粒子分析儀
該圖片通過(guò)高通量粒子分析器的片精納米粒子流偽色熒光圖像。這張圖片顯示了聚苯乙烯納米顆粒穿越集成在微流控系統(tǒng)中的料牛納米過(guò)濾器，這種過(guò)濾系統(tǒng)每秒可分析500000個(gè)顆粒。頂尖
Nat. Nanotech. 5, 574–578 (2010)
圖5石墨烯觸摸屏
該圖為基于多層石墨烯的柔性透明觸摸板原型。其中石墨烯的生長(zhǎng)方式結(jié)合了化學(xué)氣相沉積和卷到卷（roll-to-roll）方法并且利用了聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯作為基質(zhì)。通過(guò)適當(dāng)?shù)挠∷㈦姌O該器件可被連接到計(jì)算機(jī)上。
Nat. Nanotech. 6, 103–106 (2011)
圖6 太赫茲光源
這張圖像表現(xiàn)的是核殼結(jié)構(gòu)的氧化鋅微球。其中外殼由一系列矩形納米懸臂組成。而這一納米懸臂在綠光激發(fā)下，可耦合形成機(jī)械振動(dòng)的駐波從而產(chǎn)生太赫茲范圍的發(fā)射光。
Nat. Nanotech. 9, 505–508 (2014)
圖7精確的量子點(diǎn)
通過(guò)掃描隧道顯微鏡尖端在砷化銦表面操縱銦原子可以在原子水平上精確形成量子點(diǎn)。紅色區(qū)域顯示了在不同量子態(tài)中的電子態(tài)密度。
Nat. Nanotech. 9, 808–813 (2014)
?圖8 扭曲控制的共振（twist-controlled resonance）
這張灰度圖顯示了含有氮化硼插層的石墨烯之間的通道電流。控制兩層石墨烯的相互取向可優(yōu)化通道條件。
Nat. Nanotech. 7, 757–765 (2012)
圖9乳腺癌
一份免疫組織化學(xué)標(biāo)本顯示了轉(zhuǎn)基因小鼠的晚期乳腺腫瘤中段細(xì)胞外基質(zhì)。棕色染色代表層粘連蛋白-1的表達(dá)，這一蛋白質(zhì)表達(dá)與癌癥發(fā)展過(guò)程中的組織硬化有關(guān)。
Nat. Nanotech. 7, 557–561 (2012)
圖10等離子激元色彩
這張Lena標(biāo)準(zhǔn)圖是通過(guò)調(diào)控硅表面的金屬納米結(jié)構(gòu)等離子體共振而產(chǎn)生的。該圖的分辨率可達(dá)每英寸100000個(gè)像素點(diǎn)，而這一分辨率正是光學(xué)衍射極限可達(dá)到的最大分辨率。
Nat. Nanotech. 2, 570–576 (2007)
圖11納米顆粒印刷技術(shù)
納米顆粒的定向組裝可被用于打印一系列擁有單顆粒分辨率的結(jié)構(gòu)。該圖的原創(chuàng)者是17世紀(jì)的煉金術(shù)士Robert Fludd，這一太陽(yáng)圖案利用了大約20000個(gè)金納米顆粒。?
Nat. Nanotech. 7, 242–246 (2012)
圖12單原子晶體管
這張掃描隧道顯微圖像屬于在磷摻雜硅層上制備的晶體管。該器件的活性區(qū)域是定位在圖像中央小亮點(diǎn)下的單個(gè)磷原子。
Nat. Nanotech. 6, 277–281 (2011)
圖13雙連續(xù)電極
鎳反蛋白石結(jié)構(gòu)（Nickel inverse opal）可形成電池負(fù)極兩相中的一相。結(jié)合電化學(xué)活性相，這種電極構(gòu)造可實(shí)現(xiàn)快速充電電池所需的電子離子快速交換以及輸運(yùn)。
Nat. Nanotech. 9, 481–487 (2014)
圖14單壁碳納米管
腫瘤的活體顯微圖像顯示了裝載有納米管的單核細(xì)胞進(jìn)入腫瘤間質(zhì)并與血管內(nèi)皮組織相互作用。綠色區(qū)域?yàn)槟[瘤細(xì)胞，紅色區(qū)域?yàn)檠埽叶龋╣rey-scale）表示納米管。
Nat. Nanotech. 10, 522–527 (2015)
圖15單分子二極管
單分子裂結(jié)的電壓電流圖像顯示了只在負(fù)偏壓極性下出現(xiàn)的高電導(dǎo)情況。這張圖包含了1000個(gè)痕跡的疊加，整流比大約為200。
Nat. Nanotech. 8, 329–335 (2013)
圖16梳理納米線
通過(guò)納米梳理組裝（nanocombing assembling）技術(shù)可以創(chuàng)造納米線定向陣列。在這一方法中，納米線附著在特定區(qū)域并且根據(jù)區(qū)域的化學(xué)性差異在表面進(jìn)行拉長(zhǎng)。暗場(chǎng)電子顯微圖像超長(zhǎng)的硅納米線。
Nat. Nanotech. 7, 227–231 (2012)
圖17分子中的電荷成像
利用開(kāi)爾文探針顯微鏡（KPFM）可以對(duì)表面萘菁分子中的電荷分布進(jìn)行成像。左圖是電荷分布的實(shí)驗(yàn)觀測(cè)圖像，右圖為電場(chǎng)分布的理論計(jì)算模擬。
Nat. Nanotech. 10, 237–242 (2015)
圖18?全色顯示
這張圖像展示了上轉(zhuǎn)換納米晶的全色顯示能力。這一顯示能力只需一種類型的納米晶即可得到，改變激發(fā)條件可以得到不同的色彩。
Nat. Nanotech. 7, 29–34 (2012)
圖19石墨烯區(qū)域的可視化
石墨表面的宏觀區(qū)域可以通過(guò)涂覆液晶實(shí)現(xiàn)可視化。這張偏光顯微圖像清晰地呈現(xiàn)了液晶涂覆的石墨烯薄膜的區(qū)域與邊界。
Nat. Nanotech. 3, 486–490 (2008)
圖20石墨烯中的光電流
這張圖顯示的是單層石墨烯場(chǎng)效應(yīng)晶體管中光生電流的空間分布。這一圖像是通過(guò)對(duì)不同背柵電壓器件的激光光斑掃描得到的。藍(lán)色和紅色區(qū)域?qū)?yīng)著內(nèi)置電場(chǎng)，這些電場(chǎng)在金屬電極周圍被特別標(biāo)記出來(lái)。
Nat. Nanotech. 8, 247–251 (2013)
圖21等離子體光催化
該圖為分解水器件示意圖。在這一器件中，表面等離激元的激發(fā)和衰退可以產(chǎn)生載流子。這一器件由金納米棒與析氫和產(chǎn)氧催化劑耦合而成，可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)在連續(xù)光照下的自主操作。
Nat. Nanotech. http://doi.org/bqtf(2016)
圖22DNA縮聚
這張圖片顯示了通過(guò)迷宮的DNA縮聚。在這一熒光圖像中，DNA縮聚被從頂端傳播到底端。盡管其中一些會(huì)形成“死胡同”或者環(huán)形路徑，但是最常見(jiàn)的模式還是穿越迷宮的最短路徑。
Nat. Nanotech. 3, 31–35 (2008)
圖23?納米結(jié)構(gòu)硅陽(yáng)極
該圖顯示，硅納米線與鋰作用之后，其體積會(huì)有400%的增加量。由于納米結(jié)構(gòu)形貌中的空隙部分，硅納米線在維持理論容量的同時(shí)也能夠保證重復(fù)性的鋰化-去鋰化循環(huán)。
Nat. Nanotech. 7, 297–300 (2012)
圖24分子的量子干涉
該圖為由重分子的量子干涉而得到的衍射花樣，其意義不亞于電子的量子干涉的觀測(cè)，而那一觀測(cè)行為揭示了物質(zhì)的波動(dòng)性。
Nat. Nanotech. 1, 60–65 (2006)
圖25分類納米管
密度梯度超離心法對(duì)單壁碳納米管進(jìn)行分類。這張圖片展示了碳納米管的分類色帶，其分類依據(jù)為直徑與電子結(jié)構(gòu)（金屬的，半導(dǎo)體的）。
Nat. Nanotech. 10, 1077–1083 (2015)
圖26螺旋纖維致動(dòng)器
利用20層堆疊多壁碳納米管薄片可以形成單股螺旋纖維。掃描電子顯微圖像顯示，線圈在軸向緊密排列。這些纖維可以在極性溶劑中產(chǎn)生收縮和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。
Nat. Nanotech. http://doi.org/bqtd (2016)
圖27可重寫的原子內(nèi)存
通過(guò)掃描透射顯微鏡尖端可以整理操控銅表面的氯原子空位（黑點(diǎn)）。這樣一來(lái)，8個(gè)空位組成的線條可以編碼一個(gè)比特，或者從定義上來(lái)說(shuō)，是一個(gè)字節(jié)。不僅如此，線條上空位的上下取代可以定義比特值（0/1）。
Nat. Nanotech. 10, 661–665 (2015)
圖28氧化物的極性區(qū)域
通過(guò)靜電力顯微鏡我們可以測(cè)量室溫下SrMnO3薄膜的電導(dǎo)率空間分布。圖片顯示的亮帶區(qū)域取向是沿著特定的晶向，而這些晶向?qū)?yīng)于增強(qiáng)電導(dǎo)率的限制區(qū)域。
Nat. Nanotech. 4, 167–172 (2009)
圖29量子全息術(shù)
從單分子中構(gòu)造的全息圖可以將信息編入二維電子氣的波函數(shù)中。利用掃描隧道顯微學(xué)則可以讀出這些信息。圖示為STM譜圖展現(xiàn)的字母S。
Nat. Nanotech. 9, 337–342 (2014)
圖30高分辨的斯格明子晶格
在Fe0.5Co0.5Si 表面的六角形排列斯格明子與電子波作用產(chǎn)生干涉條紋的現(xiàn)象如今可以利用離軸電子全息術(shù)捕捉到。該圖像為我們提供了對(duì)于關(guān)聯(lián)的二維磁通量漲落分布的直觀視野。
Nat. Nanotech. 11, 47–52 (2016)
圖31波爾半徑分辨率
由鉸接DNA折紙?bào)w制成的分子定位裝置可提供0.04納米的分辨率——比波爾半徑還要稍小一點(diǎn)。負(fù)染色透射電鏡圖像展現(xiàn)了器件的一些位置狀態(tài)。
Nat. Nanotech. 6, 232–236 (2011)
圖32納米孔金屬氧化物電極
這張圖像是具有高納米孔表面密度的金薄膜（暗色背景）的亮場(chǎng)透射電子顯微圖像。這些納米孔被納米結(jié)晶二氧化錳（亮色區(qū)域）利用平皿法（plating procedure）進(jìn)行填充。
Nat. Nanotech. 11, 566–572 (2016)
圖33可穿戴糖尿病器件
這張圖像是含有汗水的皮膚石墨烯電化學(xué)器件。這一器件能夠檢測(cè)汗水中的葡萄糖水平并且可以通過(guò)熱致動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)藥物的經(jīng)皮傳輸以減少糖尿病小鼠的血糖水平。
Nat. Nanotech. 5, 366–373 (2010)
圖34自供電納米線器件
這是夾在鉻（左）電極和金（右）電極之間的氧化鋅納米線陣列發(fā)電機(jī)的掃描電子顯微圖像。這些壓電柔性器件可將機(jī)械應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電力。
Nat. Nanotech. 10, 176–182 (2015)
?圖35亞器官分布
無(wú)標(biāo)記質(zhì)譜成像方法能夠探測(cè)組織中的碳基納米材料。左圖：脾臟組織切片的光學(xué)圖像。右圖：熱度圖揭示了碳納米管的離子強(qiáng)度分布。
Nat. Nanotech. 5, 256–260 (2010)
圖36模板化自組裝
無(wú)機(jī)光刻膠的電子束圖案化可用來(lái)制備復(fù)雜的納米尺度圖案，從而可作為嵌段共聚物薄膜的自組裝模板。掃描電子顯微圖像揭示了模板化彎曲和結(jié)點(diǎn)的形成。
Nat. Nanotech. 2, 167–170 (2007)
圖37強(qiáng)制機(jī)械粗化
圖像展示了利用敲擊模式原子力顯微鏡探針驅(qū)使金納米顆粒組裝體在硅表面的粗化。圖像左邊顯示了單邊驅(qū)動(dòng)的納米顆粒，而圖像右邊則是成像8小時(shí)后由探針誘導(dǎo)的納米顆粒輸運(yùn)引起的粗化。
參考原文：Ten years in images?（Nature Nanotechnology, 2016, doi:10.1038/nnano.2016.190）
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