Los microscopios se utilizan convencionalmente para obtener imágenes de características diminutas. Sin embargo, su resolución está inherentemente limitada por la longitud de onda de la luz. Esta limitación significa que solo pueden resolver estructuras de más de unos pocos cientos de nanómetros. Ahora, Leonid Krivitsky y Boris Luk'yanchuk del A * STAR Data Storage Institute en Singapur y sus colaboradores han demostrado un enfoque óptico alternativo capaz de mapear superficies a resoluciones inferiores a 100 nanómetros.

La difracción es la tendencia de todas las ondas, incluida la luz, para extenderse cuando pasan cerca de un objeto o a través de un espacio. Este efecto significa que los sistemas de imágenes ópticas no pueden resolver objetos más pequeños que aproximadamente la mitad de la longitud de onda de la luz de iluminación. Por lo tanto, para luz roja con una longitud de onda de aproximadamente 600 nm, la resolución será de aproximadamente 300 nanómetros.

Luk'yanchuk y sus colegas demostraron anteriormente que una perla transparente de escala micrométrica colocada sobre una superficie puede eludir este llamado límite de difracción. Demostraron que la luz atravesando la cuenta, cuando se recoge con un microscopio convencional, puede crear una imagen de la superficie debajo de él con una resolución de 50 nanómetros. Sin embargo, Generar un mapa bidimensional completo requiere escanear el cordón a través de la superficie, lo que no es fácil de realizar de manera controlada cuando la esfera tiene solo 6 micrómetros de ancho. "Ahora hemos mejorado esta técnica de superresolución mediante el desarrollo de un método para mover de forma controlable las microesferas de imágenes, "dice Krivitsky.

Krivitsky y su equipo lograron ese escaneo espacial usando una pequeña pipeta con una punta de solo 1 o 2 micrómetros de ancho. Las simulaciones por ordenador confirmaron que la presencia de la pipeta no afectaría negativamente a la capacidad de superresolución de las microesferas. Para sujetar la pipeta a la perla, succionaron el aire desde dentro de su cavidad (ver imagen).

Luego, el equipo conectó el otro extremo de la pipeta a una etapa mecánica, que podría moverse en pasos tan pequeños como 20 nanómetros. En tono rimbombante, el vacío dentro de la pipeta creó una unión lo suficientemente fuerte como para garantizar que la perla no se desconectara al ser arrastrada por una superficie. Los investigadores demostraron la efectividad de su sistema mediante la obtención de imágenes de muestras de prueba con características tan pequeñas como 75 nanómetros.

Mientras que otras tcnicas, como microscopía de barrido de campo cercano, puede realizar imágenes de límite de sub-difracción, requieren sistemas muy costosos. "Las verdaderas ventajas de nuestra técnica son su sencillez y su precio, ", dice Krivitsky." La idea podría aplicarse a una variedad de aplicaciones de superresolución, como la inspección de muestras, microfabricación y bioimagen ".