p Metamateriais hiperbólicos são estruturas feitas artificialmente que podem ser formadas pela deposição de camadas finas alternadas de um condutor, como prata ou grafeno, em um substrato. Uma de suas habilidades especiais é suportar a propagação de um feixe de luz muito estreito, que pode ser gerado colocando uma nanopartícula em sua superfície superior e iluminando-a com um feixe de laser. p É extremamente desafiador perceber na prática imagens em comprimento de onda de objetos desconhecidos e arbitrários, mas, como relatam os pesquisadores da Universidade de Michigan e da Purdue University em APL Photonics , nem sempre é necessário obter uma imagem completa quando algo sobre aquele objeto já é conhecido.

p "Um exemplo familiar da vida cotidiana é a impressão digital, "disse Theodore B. Norris, na Universidade de Michigan. "Um sistema de reconhecimento de impressão digital não precisa obter uma imagem completa em alta resolução da impressão digital - ele só precisa reconhecê-la." Então, Evgenii E. Narimanov, um dos co-autores, começou a pensar se objetos em escala nanométrica poderiam ser identificados sem a necessidade de obter imagens completas.

p A direção de propagação do feixe dentro de um metamaterial hiperbólico depende do comprimento de onda da luz. Ao varrer o comprimento de onda da luz incidente, o feixe estreito fará a varredura através do metamaterial hiperbólico inferior e sua interface aérea. Se os nanoobjetos forem colocados perto da interface inferior, eles espalham a luz; esse espalhamento é mais forte quando o feixe estreito é direcionado para eles.

p "Podemos medir a potência da luz espalhada usando um fotodetector e representar graficamente a potência da luz espalhada em relação ao comprimento de onda da luz incidente, "disse Zhengyu Huang, um estudante de graduação na Universidade de Michigan. "Esse gráfico codifica informações espaciais sobre os nanoobjetos através do comprimento de onda do pico de dispersão no gráfico e codifica suas informações materiais através da altura do pico."

p O enredo serve como uma "impressão digital, "que permite aos pesquisadores determinar a distância de um nanoobjeto inferior a ser detectado em relação à nanopartícula superior, bem como a separação entre dois nano-objetos, e sua composição material.

p Obter acesso ao mundo em nanoescala por meio da ótica tem sido uma das fronteiras mais vigorosamente perseguidas na ótica durante a última década. "O microscópio tradicional é limitado em resolução pelo comprimento de onda da luz, "disse Huang." E, usando um microscópio convencional, o menor recurso que se pode resolver é cerca de 250 nanômetros de luz visível - também conhecido como limite de Abbe. "

p Ir além desse limite e resolver recursos menores exigirá algumas tecnologias avançadas. "A maioria são métodos de imagem, com imagens contendo os objetos de interesse como a medição, "explicou Huang." Mas em vez de seguir a abordagem de imagem, nosso trabalho demonstra uma nova rota para obter informações espaciais e materiais sobre o mundo microscópico por meio do processo de 'impressão digital'. "Significativamente, ele pode resolver dois objetos que estão separados por apenas 20 nanômetros - bem além do limite de Abbe.

p "Nosso trabalho pode potencialmente encontrar aplicações em medição biomolecular, "Huang disse." As pessoas estão interessadas em determinar a distância entre duas biomoléculas com separação em nanoescala, por exemplo, que pode ser usado para estudar a interação entre proteínas. E nosso método também pode ser usado para monitoramento de produtos industriais para determinar se as peças nanoestruturadas foram fabricadas de acordo com as especificações. "