美国能源部伊利诺伊州阿格涅国家实验室（Argonne National Laboratory）和华盛顿卡内基协会的科学家们组成的小组已成功地实时“观察到”纳米粒的生长。 

　　革命性的技术使研究者了解到了早期阶段的纳米粒生成，这长久以来一直是神秘的，原因是缺乏适当的探测手段。这一革命性技术可以使改善了性能的纳米材料应用于太阳能电池、传感技术以及更多领域。

　　“纳米晶体的生长是纳米技术的基础，”研究人员孙玉刚（Yugang Sun）说，他是伊利诺伊州阿格涅的化学家。他说：“理解这一点将使科学家们可以更精确地设计这些新的、令人着迷的纳米粒子属性。”

　　纳米粒子的外观和行为方式取决于它们的结构：大小、形状、纹理和表面化学。反过来，这在很大程度上取决于它们的生长条件。

　　“精确控制纳米粒子是很难的，”孙玉刚解释。“更难的是复制相同的纳米粒子，这要一批一批地复制，因为我们还不知道所有的影响条件。温度、气压、湿度、杂质，它们都会影响纳米粒子生长，而且我们还一直在发现更多的因素。”

　　为了理解纳米粒子如何生长，科学家们实际上需要当场观察它们。现在的问题是电子显微镜，通常的方法，要观察原子层次的纳米颗粒，需要一个真空管。但是许多种纳米晶体不得不生长在液体媒介中，真空管在电子显微镜中就使这一点不可能实现。一种特殊的薄细胞可以让极少量的液体被分析，是在电子显微镜里分析它，但这还是限制了研究者们，使他们研究的液体层只能有100纳米厚，这明显不同于实际条件下的纳米粒子合成。 

　　为了解决这个难题，孙玉刚发现他需要使用非常高能的x射线，可以提供这种射线的地方是阿格涅实验室的先进光子源研究所1部，毗邻实验室的纳米材料中心，他就在材料中心工作。这种模式的x射线，经样品散射，使研究者可重现最早阶段的纳米晶体，要一秒一秒地重现。 

　　“这项技术带来了一座信息宝库，尤其对于晶核形成和生长阶段的晶体，这些，我们之前从未能够获得，”孙玉刚说。 

　　x光的强度确实影响纳米晶体的生长，孙玉刚说，但是，这种影响变得显著之前，有一个特别长的反应时间。“获得生长过程的清晰图像，将使我们能够控制样品，取得更好的结果，并最终使得到的新材料具有广泛的用途，”孙玉刚解释。

　　纳米材料可用于光伏太阳能电池、化学和生物传感器、甚至成像技术。例如，贵金属纳米盘能吸收近红外光线，所以可以用来提高图像对比度。在可能的情况下，注射一种特别设计的纳米粒子进入癌症患者的肿瘤附近，就可以提高成像对比度，对比普通细胞和癌细胞，这样，医生就能够精确地为肿瘤成像。 

　　“最重要的，对于这个突破而言，就是一种独特的能力，使我们可携手众多科学家，他们有的来自高级光子源研究所，有的来自纳米材料研究中心，还有的来自电子显微镜中心。而且，这些机构都在一个地方，”孙玉刚说道。