蜘蛛絲助力顯微鏡突破「視力」極限 解析度增2-3倍

2021-01-15 央視網
蜘蛛絲助力顯微鏡突破「視力」極限 解析度增2-3倍

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  新華社華盛頓8月29日電(記者林小春)新一期美國《納米通訊》雜誌發表的一項研究顯示,自然界的蜘蛛絲是一種天然的超級透鏡,可以有效幫助常規光學顯微鏡突破「視力」極限。這是生物超級透鏡首次登上科技舞臺,為超級透鏡研究開闢了全新的發展方向。

  這項研究由英國班戈大學電子工程系的王增波主持,並與牛津大學弗裡茨·沃爾拉特教授等人合作完成。

  王增波對新華社記者說:「這項研究的漂亮之處就在於它的簡單性,超級透鏡設計和製備一直是個比較複雜的課題,需要專業的知識和設備。但天然的蜘蛛絲居然可以實現超級透鏡的功能,根本不需要加工,就能使顯微鏡解析度提升2至3倍。」

  觀測時,研究人員首先利用透明膠帶把蜘蛛絲放置於樣品上,並在樣品和蛛絲的縫隙之間注入無水酒精以提高成像質量,然後利用普通白光顯微鏡進行觀測。由於蜘蛛絲對光的折射,原有「看不見」的納米結構被放大2到3倍,從而把傳統光學顯微鏡的分辨極限由200納米提高到至少100納米。

  王增波說,他們利用蜘蛛絲透鏡直接觀察到了藍光光碟上的線槽。藍光光碟線槽最細只有100納米,使用普通顯微鏡原本是看不見的。下一步,他們將探索利用蜘蛛絲透鏡來觀測亞細胞結構和細菌病毒。

  蜘蛛絲透鏡的發現純屬偶然。「一天我跟我家小孩在後院玩兒,看到了好幾個新結的蜘蛛網,細細長長的絲,比頭髮絲還細,突然產生了用蜘蛛絲成像的想法。很快,我們就在實驗上得到了證實,」王增波回憶道。

  王增波認為,自然界中可能存在著比蜘蛛絲折射率更高的天然材料,其性能也許能跟實驗室裡性能最好的超級透鏡相比,這也是他們下一步搜索的目標。

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