Las imágenes ópticas de los materiales está lleno de información física, química y biológica rica sobre la muestra, porque las energías ópticas en el rango visible coinciden con las energías de transición atómica y molecular de muchos materiales. Además de la información topográfica, la óptica de la imagen por lo tanto contiene información acerca de las propiedades intrínsecas de un material. Sin embargo, la naturaleza ondulatoria de la luz evita la luz se centre en un volumen menor de la mitad de la longitud de onda, que es aproximadamente 200-300 nm para la luz visible. Por lo tanto, es casi imposible a los nanomateriales imagen, que podría ser de unos pocos nanómetros de tamaño, utilizando el proceso de obtención de imágenes ópticas. Un objetivo típico hecho de, por ejemplo, de vidrio, no será suficiente para una imagen de nanomateriales.
En un trabajo que da lugar a un nuevo concepto de una lente para obtención de imágenes ópticas, los científicos en Japón han propuesto una lente hecha de nanorods de plata, en lugar de una superficie de vidrio curvo. Esta nanolens metálico es capaz de manipular la luz de tal manera que una imagen óptica de los objetos en nanoescala pueden obtenerse en el rango visible.
"Hemos demostrado que nuestro nanolens puede transferir imágenes a color de objetos en nanoescala sobre distancias de al menos escala micrométrica con una cantidad suficiente de la magnificación para la medida de la observación de campo" dice el Dr. Prabhat Verma Nanowerk. "Creemos que, en principio, la imagen puede ser transferido a través de distancias más tiempo sin una pérdida significativa. Nanolens La propuesta podría ser una herramienta de imágenes fuertes, por ejemplo, para la observación de virus individuales y nano otras entidades en el campo lejano. "
De la energía óptica plasmonically transferencias a través de las longitudes de nanorods plata. Ilustración de larga distancia de transferencia de imágenes a través de un nanolens metálico que proporciona una imagen en color con una resolución espacial aumentada sublongitud de onda (Foto: Dr. Verma)
Verma, profesor asociado en la Nano-Biofotónica Grupo en el Departamento de Ciencias Biológicas de la Frontera en la Universidad de Osaka, Japón, junto con colaboradores del Departamento de Física Aplicada de la Universidad de Osaka y el laboratorio de Nanofotónica en RIKEN, ha publicado estos resultados en el 15 de junio , 2008 edición en línea de Nature Photonics ( "sublongitud de onda de imágenes en color con una nanolens metálico").
Un metal siempre ha transportistas cambio libre - llamadas plasmones - moviéndose colectivamente en la superficie del metal. Plasmones de desempeñar un papel importante en las propiedades ópticas de los metales, ya que pueden interactuar con la luz, y de alguna manera manipular la naturaleza prevista de la luz.
"Inspirado por esta posibilidad, algunos investigadores propusieron sub-imágenes de longitud de onda de nano-objetos a través del metal", explicó Verma. "Sin embargo, hubo varios problemas prácticos con esto. Uno de la restricción más importante fue que sólo una determinada longitud de onda que resuena con los plasmones puede ser usado en la imagen, que esencialmente significa que un objeto de color normal - que emite longitudes de onda de muchos - que no hacer una imagen nítida. El otro problema era que los plasmones pierde energía rápidamente, como por propagar, por lo que es imposible tener un tiempo de transferencia de imágenes a distancia. Por último, pero no el menos importante, el tamaño de la imagen sigue siendo el mismo que el objeto ( en la escala del nanómetro), y por lo tanto, era imposible grabar estas imágenes ".
Los investigadores en Japón, superó todos estos problemas con el diseño de un nanolens que implica un acuerdo de apilar cónico de nanorods plata. Las capas están separadas por nano agujeros, lo que impide la propagación de plasmones, resultando en la pérdida de energía extremadamente bajo y por lo tanto la toma de imágenes de larga distancia posible. Parece que la brecha de un tamaño de 10 nm da el valor óptimo para la imagen eficiente.
De larga distancia de transferencia de imágenes puede realizarse a través de un acuerdo de apilado de matrices nanorod. a, el concepto básico de la disposición de las matrices nanorod apiladas por mucho tiempo la transferencia de distancia de la imagen. En este ejemplo, se presenta un acuerdo de tres capas apiladas. La imagen de la letra 'A' se obtiene a partir de simulaciones basadas en tres dimensiones de tiempo en diferencias finitas de dominio (3D-FDTD) los cálculos. b, perfiles de intensidad a través de 3 -, 9 - y 17-en capas apiladas matrices, que muestran que ni la intensidad ni la función de dispersión punto tiene ninguna dependencia notable de la distancia, por lo menos hasta distancias de escala micrométrica. El recuadro muestra el ancho de la línea de la función de diferencia de puntos en la salida de 17 capas. (Reproducido con permiso de Nature Publishing Group)
De imágenes de color requiere la resonancia de manera amplia, por lo que una gran parte del espectro visible puede ser cubierto. "Nuestros resultados de las simulaciones muestran que un creciente número de capas, el número de modos de resonancia también aumenta, y tienden a congregarse en las proximidades del modo fundamental de la varilla de la unidad correspondiente" Verma se describen los resultados. "Además, el nanolens también puede ampliar la imagen para que la imagen puede ser lo suficientemente grande para la visualización normal."
Esta técnica tiene el potencial de ser una herramienta de imagen indispensable, en particular, para aplicaciones biomédicas, donde los virus individuales y nano otros objetos de colores diferentes al mismo tiempo podría ser fotografiadas a una larga distancia y podría detectarse en aumento suficiente con los microscopios de costumbre y detectores, tales como una cámara CCD.
La nanolens plata propuesto es una visualización conceptual con el apoyo de cálculos y simulaciones rigurosas. Verma, señala que el próximo paso obvio es una práctica de fabricación del dispositivo propuesto.
"A los potenciales desafíos radica en el crecimiento precisa de nanorods plata con geometría precisa, lo que implica un crecimiento de las matrices apiladas de nanorods de plata en los paneles están separados con nano-específica las deficiencias y están dispuestos en forma cónica", dice. "Somos optimistas de que los actuales avances en las técnicas de rápido crecimiento que esto sea posible en un futuro muy cercano".
En un trabajo que da lugar a un nuevo concepto de una lente para obtención de imágenes ópticas, los científicos en Japón han propuesto una lente hecha de nanorods de plata, en lugar de una superficie de vidrio curvo. Esta nanolens metálico es capaz de manipular la luz de tal manera que una imagen óptica de los objetos en nanoescala pueden obtenerse en el rango visible.
"Hemos demostrado que nuestro nanolens puede transferir imágenes a color de objetos en nanoescala sobre distancias de al menos escala micrométrica con una cantidad suficiente de la magnificación para la medida de la observación de campo" dice el Dr. Prabhat Verma Nanowerk. "Creemos que, en principio, la imagen puede ser transferido a través de distancias más tiempo sin una pérdida significativa. Nanolens La propuesta podría ser una herramienta de imágenes fuertes, por ejemplo, para la observación de virus individuales y nano otras entidades en el campo lejano. "
De la energía óptica plasmonically transferencias a través de las longitudes de nanorods plata. Ilustración de larga distancia de transferencia de imágenes a través de un nanolens metálico que proporciona una imagen en color con una resolución espacial aumentada sublongitud de onda (Foto: Dr. Verma)
Verma, profesor asociado en la Nano-Biofotónica Grupo en el Departamento de Ciencias Biológicas de la Frontera en la Universidad de Osaka, Japón, junto con colaboradores del Departamento de Física Aplicada de la Universidad de Osaka y el laboratorio de Nanofotónica en RIKEN, ha publicado estos resultados en el 15 de junio , 2008 edición en línea de Nature Photonics ( "sublongitud de onda de imágenes en color con una nanolens metálico").
Un metal siempre ha transportistas cambio libre - llamadas plasmones - moviéndose colectivamente en la superficie del metal. Plasmones de desempeñar un papel importante en las propiedades ópticas de los metales, ya que pueden interactuar con la luz, y de alguna manera manipular la naturaleza prevista de la luz.
"Inspirado por esta posibilidad, algunos investigadores propusieron sub-imágenes de longitud de onda de nano-objetos a través del metal", explicó Verma. "Sin embargo, hubo varios problemas prácticos con esto. Uno de la restricción más importante fue que sólo una determinada longitud de onda que resuena con los plasmones puede ser usado en la imagen, que esencialmente significa que un objeto de color normal - que emite longitudes de onda de muchos - que no hacer una imagen nítida. El otro problema era que los plasmones pierde energía rápidamente, como por propagar, por lo que es imposible tener un tiempo de transferencia de imágenes a distancia. Por último, pero no el menos importante, el tamaño de la imagen sigue siendo el mismo que el objeto ( en la escala del nanómetro), y por lo tanto, era imposible grabar estas imágenes ".
Los investigadores en Japón, superó todos estos problemas con el diseño de un nanolens que implica un acuerdo de apilar cónico de nanorods plata. Las capas están separadas por nano agujeros, lo que impide la propagación de plasmones, resultando en la pérdida de energía extremadamente bajo y por lo tanto la toma de imágenes de larga distancia posible. Parece que la brecha de un tamaño de 10 nm da el valor óptimo para la imagen eficiente.
De larga distancia de transferencia de imágenes puede realizarse a través de un acuerdo de apilado de matrices nanorod. a, el concepto básico de la disposición de las matrices nanorod apiladas por mucho tiempo la transferencia de distancia de la imagen. En este ejemplo, se presenta un acuerdo de tres capas apiladas. La imagen de la letra 'A' se obtiene a partir de simulaciones basadas en tres dimensiones de tiempo en diferencias finitas de dominio (3D-FDTD) los cálculos. b, perfiles de intensidad a través de 3 -, 9 - y 17-en capas apiladas matrices, que muestran que ni la intensidad ni la función de dispersión punto tiene ninguna dependencia notable de la distancia, por lo menos hasta distancias de escala micrométrica. El recuadro muestra el ancho de la línea de la función de diferencia de puntos en la salida de 17 capas. (Reproducido con permiso de Nature Publishing Group)
De imágenes de color requiere la resonancia de manera amplia, por lo que una gran parte del espectro visible puede ser cubierto. "Nuestros resultados de las simulaciones muestran que un creciente número de capas, el número de modos de resonancia también aumenta, y tienden a congregarse en las proximidades del modo fundamental de la varilla de la unidad correspondiente" Verma se describen los resultados. "Además, el nanolens también puede ampliar la imagen para que la imagen puede ser lo suficientemente grande para la visualización normal."
Esta técnica tiene el potencial de ser una herramienta de imagen indispensable, en particular, para aplicaciones biomédicas, donde los virus individuales y nano otros objetos de colores diferentes al mismo tiempo podría ser fotografiadas a una larga distancia y podría detectarse en aumento suficiente con los microscopios de costumbre y detectores, tales como una cámara CCD.
La nanolens plata propuesto es una visualización conceptual con el apoyo de cálculos y simulaciones rigurosas. Verma, señala que el próximo paso obvio es una práctica de fabricación del dispositivo propuesto.
"A los potenciales desafíos radica en el crecimiento precisa de nanorods plata con geometría precisa, lo que implica un crecimiento de las matrices apiladas de nanorods de plata en los paneles están separados con nano-específica las deficiencias y están dispuestos en forma cónica", dice. "Somos optimistas de que los actuales avances en las técnicas de rápido crecimiento que esto sea posible en un futuro muy cercano".
1 comentario:
Parece que este post es una traducción automática del original. Me interesa leerlo, pero es incómodo. Si pudieran proporcionar la liga original o el documento en inglés, se los agradecería.
Saludos: J.P.
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