Los investigadores de Penn State están desarrollando un nuevo tipo de imagen que no requiere lentes y utiliza máscaras reconfigurables basadas en partículas para tomar múltiples fotografías de un objeto. Se espera que la tecnología de máscara de autoensamblaje dirigida por campo eléctrico tenga usos en el diagnóstico de enfermedades más rápido y de menor costo. la mejora de la microscopía óptica, e incluso puede conducir a una tecnología de teléfonos móviles más delgada.

Cómo funciona

Los investigadores crean una máscara de alambres de oro microscópicos y la colocan cerca del objeto del que se tomarán imágenes. La máscara dispersa la luz reflejada por el objeto y un sensor de imagen recoge la luz. Una corriente eléctrica reordena las partículas de la máscara, produciendo una nueva máscara con cada iteración, y el sistema registra cada nueva imagen. Luego, las múltiples capturas de luz se reconstruyen computacionalmente en la imagen del objeto original, resultando en una resolución y calidad altamente mejoradas.

"No somos el único grupo que realiza imágenes sin lentes, "explicó Jennifer Miller, un candidato a doctorado en química y primer autor de un artículo publicado recientemente en línea en ACS Nano . "Lo que es diferente acerca de nuestro trabajo es que normalmente necesitaría hacer varias máscaras y moverlas físicamente para obtener múltiples imágenes. Esto se vuelve voluminoso y costoso y niega parte de la simplicidad que es la ventaja de la obtención de imágenes sin lentes".

En microscopía típica, existe una compensación entre el campo de visión y el poder de la resolución, por lo que un campo de 10x es más ancho que un campo de 100x. Mediante el uso de una tecnología de imágenes sin lentes, Es posible combinar un amplio campo de visión con un gran aumento para obtener imágenes de menor costo y un diagnóstico más rápido de la enfermedad. Esto podría ser especialmente útil en países en desarrollo donde no se dispone de microscopios de alta gama.

"Las máscaras tradicionales son pasivas, "dijo el co-primer autor Cheng-Yu Wang, candidato a doctorado en ingeniería eléctrica. "Podemos agregar funcionalización a nuestro microalambre, como la polarización, selectividad y efectos plasmónicos, que hacen que nuestro sistema de imágenes sea más potente ".

En el caso de los teléfonos móviles, uno de los principales contribuyentes a su volumen se debe a que la lente de la cámara debe estar a cierta distancia del detector. Una cámara sin lentes podría ayudar a minimizar el espacio requerido. Igualmente, un sistema sin lentes agregado a un teléfono celular podría convertirlo en un microscopio de baja potencia.

Junto con Miller y Yang, autores senior en el ACS Nano papel, "Máscaras de dispersión reconfigurables basadas en partículas para imágenes sin lentes, "son Christine Keating, distinguido profesor de química, y Zhiwen Liu, profesor de ingeniería eléctrica.