Суперлінзи: на порозі створення майже досконалих лінз

Суперлінзи дозволять вам побачити вірус у краплі крові і зроблять можливим поліпшення і здешевлення товарів у галузі електроніки. Це дозволить створити мікроскопи з ультрависокою дозволом, які стануть такою ж буденністю, як відеокамери в наших мобільних телефонах.

Пока ще нікому не удалось створити суперлінзи, відомі також як вчинені лінзи, незважаючи на безперервні спроби. Можливості оптичних лінз обмежені природою світла, так званим дифракційною межею, тому навіть найкращі зразки не дозволяють нам побачити об'єкти менше 200 нанометрів, що приблизно відповідає розміру самих маленьких бактерій. Скануючі електронні мікроскопи набагато перевершують своїх оптичних побратимів по цьому параметру, і для них це значення дорівнює 1 нанометру. Але їх недолік полягає у високій ціні, громіздкість і низькою Портабельная.

Для створення суперлінз будуть потрібні особливі метаматеріали: штучні матеріали з такими властивостями, які неможливо зустріти в природі. Вчені вже займаються розробкою подібних метаматеріалів, з метою зробити казку бувальщиною і втілити в життя такі, на перший погляд чарівні речі, як плащ-невидимка, квантова левітація і суперлінзи.

Дурду Гуней, старший викладач в області електричної та комп'ютерної техніки в Мічиганському технологічному університеті, зробив важливий крок у бік створення суперлінз, які дозволять створити нове покоління мікроскопів, з роздільною здатністю в 100 нанометрів.

Секрет полягає в плазмонах, плазмових коливаннях близько поверхні тонкої металевої плівки в поєднанні з особливими наноструктурами. При порушенні електромагнітним полем, вони збирають світлові хвилі близько об'єкта і заломлюють його таким чином, який не зустрічається в природі і називається негативною рефракцією. Це дозволяє лінзі подолати дифракційну ліміт. І з випадку з моделлю Гуней, це дозволить нам побачити об'єкти, розміром з одну тисячну товщини людської волосини.

Другім вченим також вдалося обійти дифракційний ліміт, хоча і не у всьому діапазоні видимого світла. Модель Гуней продемонструвала, як метаматеріали можуть використовуватися для заломлення світлових хвиль, починаючи з інфрачервоного, на всьому протязі видимого діапазону, і аж до ультрафіолетового спектра.

Стоімость виробництва подібних суперлінз буде невисокою, що дозволить застосовувати їх, у тому числі, в мобільних телефонах.

"Вони можуть застосовуватися в літографії", - микротехнологии виробництва електроніки. "Лінзи обмежують мінімальний розмір, який ви можете провести, і заміна старих лінз на суперлінзи дозволить виробляти більш дрібні деталі за меншою ціною".

Компьютерние чіпи створюються із застосуванням ультрафіолетових лазеров, які дорого коштують і важкі у виробництві. "З нашими суперлінзу, ви можете використовувати червоний лазер, як в широко поширених лазерних указках, що дозволить створювати прості, дешеві пристрої, просто помінявши лінзи ".

Но найбільше Гуней радий тому, що дешеві і доступні суперлінзи відкриють новий світ, який у минулому був доступний тільки обмеженому числу обраних вчених, для широкої громадськості.

"Громадський доступ до потужним мікроскопам практично відсутня", - сказав він. "З появою суперлінз будь зможе відчути себе вченим. Люди зможуть викладати фото своїх клітин у Фейсбуці. Це може викликати нову хвилю інтересу до науки в суспільстві ".

Орігінал (на англ. Мовою): Sciencedaily

• IBM ускоряет обучение ИИ на скорости света при минимальном энергопотреблении
• Учёные впервые визуализировали форму одиночного фотона
• Солнечная система для зарядки электромобилей
• Крупнейший электрический самолёт взлетит в 2025 году
• ДНК-биочернила открывают новые горизонты для 3D-печати кровеносных сосудов
• Исследователи улучшили эффективность и долговечность солнечных элементов
• Тёмная материя: Как камера отслеживает невидимое
• Мягкий, растяжимый электрод имитирует тактильные ощущения с помощью электрических сигналов