211service.com
Primera superlente biológica creada con seda de araña
Allá por 1873, el físico alemán Ernst Abbe descubrió un límite fundamental en el rendimiento de los sistemas de imagen como microscopios o lentes de cámara. Estos sistemas simplemente no pueden resolver características más pequeñas que un tamaño crítico determinado por la longitud de onda de la luz.
Para la luz visible, este límite de resolución es de unos 200 nanómetros; nada más pequeño no se puede resolver. Eso incluye virus, características dentro de las células como microtúbulos y moléculas de ADN, incluso las ranuras en un disco DVD Blu-ray estándar.
Pero en los últimos años, los físicos han descubierto una forma de evitar el límite de Abbe. Cada vez que la luz rebota en un objeto, se difracta e interfiere, lo que hace que se pierdan los detalles finos. Para la luz visible, este proceso tiene lugar en los primeros nanómetros desde la superficie.
La forma de eludir el límite de Abbe es registrar el patrón de luz reflejada antes de que interfiera. Esta llamada luz de campo cercano o evanescente contiene todos los detalles finos. El truco consiste en encontrar una manera de transmitir esta luz de campo cercano más allá de su rango habitual.
Y eso es exactamente lo que han hecho los físicos. Han descubierto varias sustancias exóticas que pueden transmitir luz de campo cercano. Coloque uno de estos en contacto con la superficie a fotografiar y puede transmitir la luz a un sistema de imágenes convencional. Este material se conoce como superlente.
Estas superlentes son obviamente pequeñas pero también delicadas y difíciles de hacer. Además, tienden a funcionar solo en frecuencias de luz específicas. Por lo que encontrar nuevos robustos que funcionen con luz blanca es una tarea importante.
Hoy, James Monks y sus amigos de la Universidad de Bangor en Gales muestran que la seda de araña es capaz de resolver detalles en luz blanca más pequeños que el límite de resolución de Abbe. Su trabajo es la primera demostración de una superlente biológica.
La técnica es sencilla. El equipo comienza con seda hilada por Nephila edulis, una gran araña más conocida como Australian Golden Orb Weaver. Esto produce seda de unos 6.800 nanómetros de diámetro que teje en una red de un metro de ancho.
La seda es transparente y de estructura cilíndrica, una forma que le permite enfocar la luz. Y debido a que es pequeño, enfoca en la escala nanométrica que coincide con la de la luz de campo cercano.
Monks y compañía simplemente colocan un hilo de esta seda de araña sobre un disco Blu-ray DVD, lo iluminan con luz blanca y lo fotografían a través de un objetivo de microscopio estándar de 100x.
La superficie de este disco está formada por canales de 200 nanómetros de ancho, cada uno separado por una distancia de 100 nanómetros.
Eso es más pequeño de lo que un microscopio óptico normalmente puede resolver usando luz blanca. Entonces, cualquier detalle que muestre estos canales es una clara evidencia de que la seda de araña está actuando como una superlente.
Las imágenes muestran exactamente estos detalles. Esto proporciona evidencia de la capacidad de súper resolución de la seda de araña para superar el límite de difracción óptica, dicen Monks y compañía. Este es el primer sistema de superlente biológico que ha superado con éxito el límite de difracción.
Es un trabajo interesante, sobre todo porque la seda de araña es fácil de conseguir, maravillosamente flexible y enormemente robusta. Eso significa que podría usarse en una amplia gama de situaciones.
Monks y compañía sugieren pasar la seda de un lado a otro para crear una matriz bidimensional, que podría encapsularse en un medio transparente, como una cinta de algún tipo. Esto podría colocarse en cualquier muestra que necesite ser resuelta.
Claramente, las superlentes biológicas tienen un potencial significativo para el futuro.
Ref: arxiv.org/abs/1604.08119 : Seda de araña: la superlente biológica de la madre naturaleza