12.08.2016

Оптический микроскоп разглядел в суперлинзу саму информацию

Группа ученых из Китая и Великобритании разработала суперлинзу, которая в пять раз увеличивает разрешающую способность оптических микроскопов.

Оптический микроскоп представляет собой прибор для получения увеличенных изображений объектов, невидимых невооруженным глазом. Основу такого микроскопа составляют объектив и окуляр, закрепленные в подвижном тубусе на металлическом основе. Фактическая максимальная разрешающая способность — расстояние между наблюдаемыми объектами — оптических микроскопов ограничивается 200 нанометрами. Для сравнения, показатель растрового электронного микроскопа достигает 0,4 нанометра.

В эксперименте авторы создали метаматериальную твердую иммерсионную линзу (mSIL) на базе наночастиц. Иммерсионная система предполагает введение между объективом и предметом жидкости для расширения пределов увеличения изображения. Традиционно в качестве такой системы используются дистиллированная вода, физиологический раствор, кедровое или минеральное масло, водный раствор глицерина и другие вещества. Вместо них ученые разработали каплевидную структуру из наночастиц диоксида титана (TiO2).

В ходе работы миллионы наночастиц (5 мю-метров в диаметре каждая) изолированно преломляют волны света высокой длины, расщепляя их на миллионы самостоятельных пучков. Будучи введенной между объективом и наблюдаемым предметом, такая суперлинза увеличивает разрешающую способность оптического микроскопа до 40 нанометров. Для более полного представления можно вообразить, что в стакан, который наполнен наночастицами из диоксида титана, опущена чайная ложка. Иллюзорный изгиб ложки был бы значительно больше, чем в стакане с водой.

Как отметил доктор Дженбо Ван, преимуществом технологии является ее доступность: диоксид титана — дешевый материал. Кроме того, ее применение не требует покупки отдельных приборов, поскольку mSIL адаптируется к любому оптическому микроскопу. Ожидается, что в рамках медицинских исследований линза позволит рассмотреть микробы и вирусы, прежде считавшиеся невидимыми. В тестах команда использовала наночастицы для изучения поверхности диска Blu-ray и сумела наблюдать не только информационные канавки, но и сами записанные данные.

Денис Стригун

Источники:

1. naked-science.ru