03/28/2007 | Майдан-ІНФОРМ

В останньому номері авторитетного в науковому світі журналу Nature надрукований матеріал про те, що 2 групи дослідників з США розробили «суперлінзи», які підвищують різкість звичайного оптичного мікроскопа порівняно з тим, що дозволяють закони фізики. «Суперлінзи» є серед перших застосувань нової науки «метаматеріалів» - матеріалів, збудованих з спеціально підібраних компонентів. Найбільш цікаве застосування метаматеріали знаходять в оптиці шляхом контролю потоку світла. Вони, наприклад, заломлюють світло таким чином, яким не можуть це здійснювати звичайні матеріали. Метаматеріали мають негативний показник заломлення, що значить, що при проходженні світла через матеріал воно заломлюється зворотнім чином відповідно до звично очікуваного.

Один з розробників, фізик John Pendry з Imperial College in London, в 2000 році запропонував застосовувати метаматеріали як «суперлінзи». Звичайні світлові мікроскопи не відображають зображення об’єктів, які менші довжини хвилі (кілька сотень нанометрів) внаслідок явища інтерференції, однак Pendry показав, що суперлінзи можуть досягати значень менших за вказану межу.

Практичне розв’язання застосування «суперлінз» у видимому світлі виконане двома групами, очолюваними Xiang Zhang в University of California в Berkeley та Igor Smolyaninov в University of Maryland. Суперлінзи, зроблені в першій групі, являють собою «корито», виконане з конфентричних 35 нанометрових оболонок срібла та окису алюмінію. Структура діє як збільшувальне скло, яке розширює зображення об’єкта, поміщеного всередину, і, таким чином, він може бути розглянутий за допомогою звичайних мікроскопних лінз. Zhang з колегами показали, що така система може бути використана для розрізнення двох вузьких ліній на відстані 100 нм одна від одної, що дозволить прочитати літери 'O' та 'N' в символах шириною 400 nm. В звичайному мікроскопі це будуть просто розмиті п’ятна. За допомогою більш складних суперлінз команди з Maryland можна розрізнити точки на відстані 70 nm.

Суперлінзи подібно до описаних вище дозволяють бачити біологічні об’єкти такі як індивідуальні віруси або молекули ДНК, що не можна зробити за допомогою звичайної оптичної мікроскопії.

Нижче наводимо зображення вуглецевих нанотрубок, одержані при збільшенні в 5000 раз за допомогою скануючого електронного мікроскопа вартістю кілька сотень тисяч євро. Описані суперлінзи дозволять розглядати їх на звичайному оптичному мікроскопі вартістю кілька сотень євро, який зазвичай дає більш-менш якісне збільшення не більше 500-600х.