Un team di ricerca della Northwestern University ha sviluppato minuscoli elementi ottici da nanoparticelle metalliche e un polimero che un giorno potrebbe sostituire le lenti rifrangenti tradizionali per realizzare sistemi di imaging portatili e dispositivi optoelettronici.

La lente piatta e versatile, un tipo di metalli, ha uno spessore 100 volte inferiore alla larghezza di un capello umano.

"Questa miniaturizzazione e integrazione con i rilevatori offre la promessa per l'imaging ad alta risoluzione in dispositivi da piccole fotocamere grandangolari a endoscopi in miniatura, " ha detto Teri W. Odom, che ha condotto la ricerca. È professoressa di chimica di Charles E. ed Emma H. ​​Morrison al Weinberg College of Arts and Sciences e presidente del dipartimento di chimica.

Le proprietà dei metalensi dipendono dalla disposizione razionale delle unità su scala nanometrica. I metalenses sono emersi come un'opzione interessante per le lenti piatte, ma sono attualmente limitati dalla loro staticità, proprietà come fabbricate e la loro fabbricazione complessa e costosa.

Per operazioni di imaging come lo zoom e la messa a fuoco, però, la maggior parte dei metalensi non può regolare i propri punti focali senza movimento fisico. Una delle ragioni principali, Odom ha detto, è che gli elementi costitutivi di queste lenti sono realizzati con materiali duri che non possono cambiare forma una volta fabbricati. È difficile in qualsiasi sistema di materiali regolare le caratteristiche su scala nanometrica su richiesta per ottenere una messa a fuoco sintonizzabile nei metalli.

"In questo studio, abbiamo dimostrato una piattaforma di imaging versatile basata su metalli completamente riconfigurabili realizzati con nanoparticelle d'argento, " disse Odom, un membro dell'International Institute for Nanotechnology della Northwestern. "Durante una singola sessione di imaging, il nostro dispositivo metalens può evolversi da un obiettivo a fuoco singolo a un obiettivo multifocale che può formare più di un'immagine in qualsiasi posizione 3D programmabile."

La carta, intitolato "Metalensi a risonanza reticolare per immagini completamente riconfigurabili, " è stato pubblicato di recente dalla rivista ACS Nano .

Il team della Northwestern ha costruito le lenti con una serie di nanoparticelle cilindriche d'argento e uno strato di polimero modellato in blocchi sopra la matrice metallica. Semplicemente controllando la disposizione dei modelli polimerici, l'array di nanoparticelle potrebbe dirigere la luce visibile verso qualsiasi punto focale mirato senza dover modificare le strutture delle nanoparticelle.

Questo metodo scalabile consente di realizzare diverse strutture di lenti in un unico passaggio di cancellazione e scrittura, senza alcun degrado evidente nelle caratteristiche su scala nanometrica dopo più cicli di cancellazione e scrittura. La tecnica che può rimodellare qualsiasi modello polimerico preformato in qualsiasi modello desiderabile utilizzando maschere morbide realizzate con elastomeri.