北京时间10月7日,诺贝尔奖委员会将2014年度诺贝尔物理学奖授予日本名古屋大学的赤崎勇,天野浩以及美国加州大学圣巴巴拉分校的中村修二,以表彰他们在发明一种新型高效节能光源方面的贡献,即蓝色发光二极管(LED)。
根据阿尔弗雷德•诺贝尔的遗嘱:诺贝尔奖授予那些对全人类的福祉作出重大贡献的成就,通过蓝色LED技术的应用,人类可以使用一种全新的手段产生白色光源。相比旧式的灯具,LED灯具有更加持久且高效的优点。红色与绿色发光二极管已经伴随我们超过半个世纪,但我们还需要蓝光的到来才能彻底革新整个照明技术领域,因为只有完整的采用红,绿,蓝三原色之后,我们才能产生照亮我们世界的白色光源。但尽管工业界和学界都曾付出巨大的努力,但产生蓝色光源的技术挑战仍然持续了超过30年之久。
同一时间,美国及德国三位科学家Eric Betzig、Stefan W. Hell和William E. Moerner获得诺贝尔化学奖。获奖理由是“研制出超分辨率荧光显微镜”。三人将均分800万瑞典克朗奖金。 很长一段时间里,科学家认为光学显微镜有一个极限:光学显微镜无法获得比半光波长更好的分辨率。在荧光分子的帮助下,今年诺贝尔化学奖的几位获得者巧妙的绕开了这种极限。他们突破性的研究将光学显微镜带入了纳米维度。这次获奖的是两项独立的技术。第一项是Stefan Hell于2000年研制的受激发射减损(STED)显微技术。此项技术采用了两束激光;一束负责激发荧光分子使其发光,另一束则负责抵消大部分荧光,只留下一块纳米大小体积的荧光区域。用该技术仔细扫描样本,得出的图像分辨率打破了Abbe提出的显微分辨率极限。Eric Betzig和William Moerner分别独立地进行研究,为第二种技术打下了基础,即单分子显微技术。这种方法依赖于开关单个分子荧光的可能性。科学家对同一区域进行了多次“绘图”,每次仅仅让很少量的分散分子发光。将这些图像叠加起来产生了密集的纳米尺寸超分辨率图像。2006年,Eric Betzig首次采用了这一技术。
今天,LED与纳米显微技术被广泛采用,更“光明”的时代以及更微观的世界走进我们的生活,造福着人类。
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