Los microscopios ópticos que usan lentes para hacer rebotar fotones en objetos tienen problemas para distinguir objetos de escala nanométrica más pequeños que la longitud de onda del haz de imágenes. como proteínas y ADN. Una innovadora 'hiperlente' diseñada en A * STAR puede superar los límites de difracción óptica al capturar información de alta resolución retenida por ondas efímeras o evanescentes que acechan cerca de la superficie de un objetivo.

Los dispositivos Hyperlens, compuestos por delgadas pilas de capas alternas de metal y plástico, han creado perspectivas para capturar procesos biológicos vivos en acción con ópticas de alta velocidad. La clave de su funcionamiento son los electrones oscilantes, conocidos como plasmones de superficie, que resuenan y mejoran las ondas evanescentes que aparecen cuando los fotones golpean un objeto sólido. Las estrechas longitudes de onda de los rayos evanescentes dan una resolución a nanoescala a las imágenes cuando la hiperlente propaga las imágenes a un microscopio estándar.

Sin embargo, la producción masiva de hiperlentes actuales se ha estancado debido a su intrincada fabricación; se pueden requerir hasta 18 deposiciones de capas diferentes, cada uno con estrictos requisitos para evitar la degradación de la señal. "Para obtener imágenes perfectas, estas capas necesitan un espesor y una pureza controlados con precisión, "dice Linda Wu, del Instituto A * STAR de Tecnología de Fabricación de Singapur. "De lo contrario, es difícil ampliar el objeto lo suficiente como para que lo recoja un microscopio convencional ".

Wu y sus colaboradores propusieron un tipo diferente de hiperlentes que elimina la necesidad de múltiples interfaces en la dirección de propagación de la luz, una fuente importante de pérdida de energía y distorsión de la imagen. El concepto del equipo incorpora una matriz hemisférica de nanobarras en un núcleo aislante central, dando a las hiperlentes una forma similar a la de un erizo de mar espinoso. Esta geometría permite una recolección más eficiente de ondas evanescentes, así como una proyección de imagen mejorada.

"Para la geometría del erizo de mar, las estructuras metálicas de tamaño nanométrico se alinean en la misma dirección de la dirección de propagación de la luz, y son mucho más pequeños que la longitud de onda de la luz infrarroja aplicada, "explica Wu." Por lo tanto, la luz no 've' ningún obstáculo, y se propaga de forma efectiva y natural, sin pérdida ".

Las simulaciones de los investigadores revelaron que las hiperlentes puntiagudas podrían separar la información de onda compleja en sus frecuencias componentes, y luego transmitir estos datos al microscopio como un intenso, banda fácil de localizar. Este enfoque también fue eficiente:demostró ser capaz de resolver objetos intrincados, 50 a 100 nanómetros de ancho, sin necesidad de post-procesamiento de imágenes.

Wu señala que fabricar hiperlentes de erizo de mar debería ser mucho más simple que las estructuras de varias capas. "Las estructuras metálicas de tamaño nanométrico podrían formarse utilizando poros y plantillas en lentes flexibles, sin limitaciones de tamaño real, ", dice." Esta hiperlente podría ser una herramienta importante para la obtención de imágenes biomoleculares en tiempo real ".