开发能观察单个病毒的超透镜获突破

2012-02-03

超透镜(superlens)将让人们观察到一滴血液中的单个病毒,同时也为制造更好和更便宜的电子器材提供希望

超透镜(superlens)将让人们观察到一滴血液中的单个病毒，同时也为制造更好和更便宜的电子器材提供希望。Durdu Guney说，它可能使得超高分辨率的显微镜像我们手机中的摄像头那样司空见惯。

尽管人们一直在尝试制造超透镜，也称作完美透镜，但是没有人取得成功。光学透镜受到光的衍射极限(diffraction limit)性质的限制，因此即便是最好的光学透镜通常都不能让我们观察到直径小于200nm的物体，即大约最小细菌的尺寸。扫描电子显微镜能够捕捉更加小的大约宽1nm的物体，但是它们比较昂贵，比较重，而且显微镜台的尺寸也非常不适合便携携带。

为了构造超透镜，人们需要超材料(metamaterial)：人造的材料，有一些在自然界观察不到的性质。科学家正在开始构建超材料以便使得诸如隐形斗篷之类看似神奇的现象和超透镜成为现实。

如今，美国密歇根理工大学电子和计算机工程助理教授Durdu Guney在构建利用可见光观察直径大约100nm的物体的超透镜方面取得一次大的进步。Guney和研究生Muhammad Aslam把他们的研究成果发表在Physical Review B期刊上。

秘密就在于等离子(plasmon)，即具有特定纳米结构的薄金属膜表面的电荷振荡。当被电磁场激发后，等离子收集来自物体的光波，并以一种在自然界观察不到的称作负折射(negative refraction)的方式让它发生折射。这就让透镜克服衍射极限。而且在Guney设计的模型中，它能够让我们观察到比人头发直径小1000倍的物体。

其他的研究人员虽然也能够避开衍射极限，但是不能在整个可见光区域范围内进行避开。而Guney设计的模型表明超材料如何可能折射从红外线一直延伸到可见光到紫外线光谱范围内的光波。

制造这些超透镜将是相对便宜的，这可能是它们在手机上得到应用的原因。不过Guney说，也可能有其他方面的应用。

开发能观察单个病毒的超透镜获突破

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