Ett team av fysiker från Australian National University (ANU) och University of Adelaide har meddelat attutveckla en ny ljuskälla med hjälp av nanopartiklar, kommer de att kunna observera en värld av extremt små föremål som är tusentals gånger mindre än ett människohår. Detta lovar att leda till stora framsteg inom medicin och annan teknik.
Forskningen kan ha stor inverkan på medicinsk vetenskap eftersom den ger en kostnadseffektiv lösning för att analysera små föremål som tidigare var omöjliga att "se" med ett mikroskop, och arbetet skulle också kunna gynna halvledarindustrin genom att förbättra kvalitetskontrollen av datorchipet tillverkning.
ANU-tekniken använder noggrant designade nanopartiklar för att öka frekvensen av ljus som ses av kameror och annan teknik med en faktor sju. Det finns "ingen gräns" för hur långt ljusets frekvens kan ökas, sa forskarna. Ju högre frekvens, desto mindre föremål ser vi med ljuskällan.
Tekniken, som bara kräver en enda nanopartikel för att fungera, skulle kunna appliceras på mikroskop och hjälpa forskare att zooma in på världen av ultrasmå föremål med 10 gånger upplösningen jämfört med konventionella mikroskop. Detta kommer att göra det möjligt för forskare att studera föremål som annars är för små för att se, till exempel den inre strukturen hos celler och enskilda virus. Att kunna analysera små föremål som detta kan hjälpa forskare att bättre förstå och bekämpa vissa sjukdomar och hälsotillstånd.
"Traditionella mikroskop kan bara studera föremål större än en tiomiljondels meter. Men det finns ett växande behov inom en rad områden, inklusive det medicinska området, att kunna analysera små föremål så små som en miljarddels meter ", sa författaren från "Vår teknik kan hjälpa till att möta detta behov", säger huvudförfattaren Dr. Anastasiia Zalogina, från Australian National University's Research School of Physics och University of Adelaide.
Nanoteknik som utvecklats vid Australian National University kan hjälpa till att skapa en ny generation mikroskop som kan producera mer detaljerade bilder, säger forskare.
"Forskare som vill generera mycket förstorade bilder av ett extremt litet föremål i nanoskala kan inte använda konventionell ljusmikroskopi. Istället måste de förlita sig på superupplösningsmikroskopi eller använda elektronmikroskopi för att studera dessa små föremål", säger Dr Zalogina "Men den här tekniken är långsam och mycket dyr, kostar ofta mer än 1 miljon dollar. En annan nackdel med elektronmikroskopi är att den kan skada de ömtåliga proverna som analyseras, vilket mildras av ljusmikroskopi." ."
Medan våra ögon inte kan upptäcka infrarött och ultraviolett ljus, är det möjligt för oss att "se" dem genom kameror och annan teknik. Medförfattaren Dr. Sergey Kruk, också från Australian National University, sa att forskarna var intresserade av att få tillgång till mycket högfrekvent ljus, även känt som "extrem ultraviolett". Vi kan se mindre saker med violett ljus än med rött ljus. Och med en extrem ultraviolett ljuskälla kan vi se mycket mer än vad som är möjligt med konventionella mikroskop idag.
Dr. Sergey Kruk sa att ANU-tekniken också kan användas i halvledarindustrin som en kvalitetskontroll för att säkerställa en strömlinjeformad tillverkningsprocess. "Datorchips består av mycket små komponenter, med funktioner som mäter nästan en miljarddels meter. Under chipproduktion är det viktigt för tillverkare att använda små extrema ultravioletta ljuskällor för att övervaka processen i realtid för tidig diagnos. frågor, det skulle vara till hjälp."
På så sätt kan tillverkare spara resurser och tid för att tillverka sämre spån och därigenom öka utbytet av spåntillverkning. Det uppskattas att varje 1-procentig ökning av produktionen av datorchipstillverkning sparar 2 miljarder dollar.
"Australiens blomstrande optik- och optoelektronikindustri, representerad av nästan 500 företag och med ekonomisk aktivitet på cirka 4,3 miljarder dollar, positionerar vårt högteknologiska ekosystem för att omfamna nya ljuskällor och få tillgång till nya områden inom nanoteknologiindustrin och -forskningen. global marknad", säger Dr. Sergey Kruk.
Arbetet utfördes av det tidigare nämnda teamet i samarbete med forskare från universiteten i Brescia, Arizona och Korea.
