超級透鏡將顯微鏡分辨率提高5倍
2016-08-16 來源：中國聚合物網
中國和英國研究機構的科學家12日在新一期美國《科學進展》（Science Advances）在線刊登了關于可見光超材料的最新研究成果：Three-dimensional all-dielectric metamaterial solid immersion lens for subwavelength imaging at visible frequencies (Sci. Adv. 2016, 2, e1600901, doi:10.1126/sciadv.1600901)。報告說，他們利用常見的二氧化鈦納米粒子制備一種固態半球超級透鏡，能把光學顯微鏡的分辨率提高4到5倍，大幅突破了常規光學顯微鏡的極限分辨率。
這項研究由英國班戈大學電子工程系的王增波和中國復旦大學材料系的武利民等人合作完成。
王增波對記者介紹說，他們首先把二氧化鈦納米粒子放于某種流體介質中，然后用注射器擠壓出來，直接滴到觀測樣品上，形成半球狀物體，流體蒸發后就形成一個固態的半球超級透鏡，直徑大小為幾十微米，比人的頭發絲還細。
王增波說，在普通白光照明條件下，傳統光學顯微鏡無法看到小于200納米的物體，而這種由高折射率納米粒子組成的超級透鏡，則能把光學顯微鏡的分辨率提高到創紀錄的45納米。
簡單來說，利用這種超級透鏡能使一臺普通的光學顯微鏡變身成納米級光學顯微鏡。比如，藍光光盤上的線槽最細只有100納米，使用普通顯微鏡是看不見的，但利用這種超級透鏡就可以直接觀測。研究人員希望將來這一成果能應用于生物醫學，如實時觀測亞細胞結構和病毒等。
據介紹，這種技術使用的二氧化鈦納米粒子廣泛用于防曬化妝品和白色涂料，是一種常見材料，成本較低，而且制備工藝相對簡單。王增波表示，如果有合適資金支持，預計這項技術幾年內就可實現商業化。
這項研究由英國班戈大學電子工程系的王增波和中國復旦大學材料系的武利民等人合作完成。
王增波對記者介紹說，他們首先把二氧化鈦納米粒子放于某種流體介質中，然后用注射器擠壓出來，直接滴到觀測樣品上，形成半球狀物體，流體蒸發后就形成一個固態的半球超級透鏡，直徑大小為幾十微米，比人的頭發絲還細。
王增波說，在普通白光照明條件下，傳統光學顯微鏡無法看到小于200納米的物體，而這種由高折射率納米粒子組成的超級透鏡，則能把光學顯微鏡的分辨率提高到創紀錄的45納米。
簡單來說，利用這種超級透鏡能使一臺普通的光學顯微鏡變身成納米級光學顯微鏡。比如，藍光光盤上的線槽最細只有100納米，使用普通顯微鏡是看不見的，但利用這種超級透鏡就可以直接觀測。研究人員希望將來這一成果能應用于生物醫學，如實時觀測亞細胞結構和病毒等。
據介紹，這種技術使用的二氧化鈦納米粒子廣泛用于防曬化妝品和白色涂料，是一種常見材料，成本較低，而且制備工藝相對簡單。王增波表示，如果有合適資金支持，預計這項技術幾年內就可實現商業化。
圖1. 由15納米二氧化鈦所組裝成的超半球mSIL的SEM圖像
圖2. mSIL對不同樣品表面納米圖案的超分辨率光學顯微成像
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（責任編輯：xu）
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