用显微镜“听”音乐

南海

一架木琴，一把吉他，一只鼓，每样乐器都还没有一个红细胞大，这就是新兴的纳米技术领域的研究成果。

20年前，美国幻想家德雷克斯勒和理论物理学家兼邦戈鼓手费曼，就预言了这项技术。现在，它已经疾速发展到科学家能熟练操纵原子和分子的水平了，他们用原子和分子制成了各种形状、结构的小机器，小到人的肉眼根本看不见，甚至用一般的光学显微镜也不一定能看得到。

纳米技术的应用具有无限的可能性。凡是对人类生活具有重要意义的东西都是由分子构成的——基因、微芯片、药品，甚至是污染物。

在纳米技术出现之前，对原子和分子的整形和修复都是间接进行的，因为我们看不到这些微乎其微的小东西，更不能有效地操纵、调遣它们。科学家对其中很多分子的结构有了较为细致的了解，他们看得出来，要想制出更好的药物、更高产的农作物、更小的微电路，就有必要对分子作一些改变。但是，怎么说呢？打个比方吧，因为当时科学家的手指太粗笨，直接改动它们，做不到。

现在好了，科学家们已经开发出了相关技术，可以准确地直接地进行分子操作，制造出具有新型生物功能的分子结构。

目前，科学家正研究如何摆弄这些微结构。他们一直尝试着使用非常精准的光波加热分子结构，以使其结构发生改变。

在制作前面提到的那几件“乐器”时，研究者们构建出几个框架，固定了几组不同长度的硅原子，因此它们能以不同的频率振动，就像一个吉他的琴弦一样。压紧这几根硅原子琴弦的两端，再用一束光加热，光产生的压力会使琴弦振动，振动频率依琴弦的长短而不同。

这项研究的最终目的是，开发出控制电子电路的低能耗技术，取代现在由线路实现的电路控制。以纳米尺度衡量，线控电路比纳米吉他大得多。这种装置有可能会替代现在手机里使用的石英晶体振荡器，功能完全相同，但能耗却低得多。

如果拿这几样微型乐器来演奏音乐，都会有一个小缺陷。因为它们实在是太小了，肉眼根本看不见，15 000个纳米乐器加起来才不过1厘米长。所以，它们所奏出的“音乐”的音高太高，裸耳根本听不到。要知道，它们的音域要比普通吉他的音域高出17 000个八度音阶呢！

编辑/申冬梅