Uma equipe de pesquisa da Northwestern University desenvolveu minúsculos elementos ópticos a partir de nanopartículas de metal e um polímero que um dia poderia substituir as lentes refrativas tradicionais para realizar sistemas de imagem portáteis e dispositivos optoeletrônicos.

A lente plana e versátil, um tipo de metalens, tem uma espessura 100 vezes menor que a largura de um fio de cabelo humano.

"Esta miniaturização e integração com detectores oferece a promessa de imagens de alta resolução em dispositivos de pequenas câmeras grande-angulares a endoscópios em miniatura, "disse Teri W. Odom, quem liderou a pesquisa. Ela é a professora Charles E. e Emma H. ​​Morrison de Química no Weinberg College of Arts and Sciences e presidente do departamento de química.

As propriedades das metalenses dependem do arranjo racionalmente projetado de unidades em nanoescala. Metalenses surgiram como uma opção atraente para lentes planas, mas atualmente são limitadas por sua estática, propriedades como fabricadas e sua fabricação complexa e cara.

Para operações de imagem, como zoom e foco, Contudo, a maioria das metalenses não consegue ajustar seus pontos focais sem movimento físico. Um dos principais motivos, Odom disse, é que os blocos de construção dessas lentes são feitos de materiais duros que não podem mudar de forma depois de fabricados. É difícil em qualquer sistema de materiais ajustar recursos de tamanho em nanoescala sob demanda para obter foco ajustável em metalenses.

"Neste estudo, demonstramos uma plataforma de imagem versátil baseada em metalenses totalmente reconfiguráveis ​​feitas de nanopartículas de prata, "disse Odom, membro do Instituto Internacional de Nanotecnologia da Northwestern. "Durante uma única sessão de imagem, nosso dispositivo metalens pode evoluir de uma lente de foco único para uma lente multifocal que pode formar mais de uma imagem em qualquer posição 3-D programável. "

O papel, intitulado "Lattice-Resonance Metalenses for Fully Reconfigurable Imaging, "foi publicado recentemente pela revista ACS Nano .

A equipe da Northwestern construiu suas lentes a partir de uma matriz de nanopartículas de prata cilíndricas e uma camada de polímero padronizada em blocos no topo da matriz de metal. Simplesmente controlando o arranjo dos padrões de polímero, a matriz de nanopartículas pode direcionar a luz visível para quaisquer pontos focais direcionados, sem a necessidade de alterar as estruturas das nanopartículas.

Este método escalonável permite que diferentes estruturas de lentes sejam feitas em uma etapa de apagar e escrever, sem degradação perceptível nos recursos em nanoescala após vários ciclos de apagar e gravar. A técnica que pode remodelar qualquer padrão de polímero pré-formado em qualquer padrão desejável usando máscaras macias feitas de elastômeros.