Необычную технологию разработали учёные из университета Манчестера (University of Manchester), сингапурского института хранения данных (Data Storage Institute) и национального университета Сингапура (NUS).
Исследователи разместили на поверхности образцов прозрачные бусинки из диоксида кремния диаметром от 2 до 9 микрометров. Сферы стараниями экспериментаторов заработали как суперлинзы, собирающие так называемые эванесцентные (затухающие) волны (evanescent waves), существующие только вблизи самой границы рассматриваемого предмета. Эти волны ближнего поля не ограничены дифракционным пределом и способны формировать изображение с необычайно высоким разрешением.
Микросферы улавливали эти волны, обычно исчезающие в считанных нанометрах от образца, и переправляли в объектив вполне стандартного микроскопа.
«Команда получила хорошие изображения очень мелких деталей на поверхности разных твёрдых образцов и даже канавок на диске Blu-Ray», — сообщает BBC. Последнее ранее было невозможно в рамках оптической микроскопии, работающей с видимым светом.
Вверху слева – общий принцип съёмки (микросферы – жёлтые, образец – тёмно-серый). Учёные испытали работу системы как с проходящим (на данном рисунке), так и с отражённым светом. Справа вверху – схема работы бусинки, как линзы для эванесцентных волн.
Ниже показаны примеры изображений, созданных микросферным наноскопом. Слева: четыре полоски шириной 360 нм, разделённых промежутками по 130 нм. Справа – канавки диска Blu-Ray. Чётко видны 200-нанометровые полоски, разделённые промежутками по 100 нм. Нижний ряд – фрагменты наноструктур. Во всех случаях в каждой паре кадров левый показывает деталь под электронным микроскопом (для сравнения), правый – в оптическом диапазоне, так, как её видит наноскоп с микросферами (иллюстрации Zengbo Wang, Zaichun Chen, Minghui Hong et al./Nature Communications).
Дальнейшее развитие нового метода, уверены его разработчики, позволит разглядывать внутренности живых клеток (куда не проникают электронные микроскопы) без их уничтожения и без долгой и утомительной подготовки образцов (как в случае с флуоресцентной микроскопией).
Также взору микросферного наноскопа должны быть доступны вирусы и крупные биологические молекулы. Причём команда исследователей считает, что далее сможет ещё повысить разрешение такой съёмки, и 50 нм – далеко не предел.
(Детали работы можно найти в статье в Nature Communications и пресс-релизе манчестерского университета.)
