Физиками из России и Китая создана линза с 10-кратным увеличением наноскопов

Российским и китайским физикам удалось создать миниатюрную линзу, которая увеличивает разрешающую способность существующих наноскопов в десять раз. Это позволяет изучать объекты размером до пяти нанометров, включая вирусы, сообщает РИА Новости со ссылкой на журнал Nanomaterials.

Микросферы с небольшим углублением применимы не только в оптической микроскопии, но и в нанолитографии, синтезе новых материалов, оптических ловушках и технологиях наномодификации поверхности, отмечают авторы из Томского политехнического университета.

Современные микроскопы позволяют изучать микромир, но их разрешающая способность ограничена половиной длины волны видимого света — около 200–300 нанометров. Этот предел мешает исследовать внутриклеточные процессы, так как большинство электронных микроскопов не работает с живыми клетками.

Ранее ученые обходили ограничение с помощью веществ, светящихся при облучении лазером, и анализа их свечения для улучшения изображения. Аналогичный эффект достигается при установке в обычный оптический микроскоп миниатюрной кварцевой сферы. В нужной точке она создает «фотонную струю», повышающую качество изображения.

Проблема заключалась в том, что ширину струи нельзя было уменьшить меньше трети длины самой короткой волны света. Это ограничивало изучение объектов размером до 50 нанометров, включая вирусы и мелкие археи.

Ученые решили её, сделав в сфере углубление меньше длины волны. Электромагнитное поле локализовалось внутри него, а разрешение на поверхности сферы стало зависеть от диаметра углубления. Настроив конфигурацию, исследователи превратили отверстие в микролинзу: чем меньше диаметр, тем выше разрешение.

Новое решение увеличило разрешение наноскопов примерно в десять раз, открывая возможность рассматривать отдельные структурные детали вирусов и одноклеточных организмов. В дальнейшем ученые планируют проверить соответствие этих расчетов практическим результатам.

Читайте также: