Um novo tipo de imagem que não requer lentes e usa máscaras reconfiguráveis ​​baseadas em partículas para tirar várias fotos de um objeto está sendo desenvolvido por pesquisadores da Penn State. Espera-se que a tecnologia de máscara de automontagem dirigida por campo elétrico tenha usos no diagnóstico de doenças mais rápido e de baixo custo, o aprimoramento da microscopia óptica, e pode até levar a uma tecnologia de celular mais fina.

Como funciona

Os pesquisadores criam uma máscara de fios de ouro microscópicos e a colocam perto do objeto que será fotografado. A máscara espalha a luz refletida no objeto e um sensor de imagem coleta a luz. Uma corrente elétrica reorganiza as partículas da máscara, produzindo uma nova máscara a cada iteração, e o sistema registra cada nova imagem. As múltiplas capturas de luz são então reconstruídas computacionalmente na imagem do objeto original, resultando em resolução e qualidade altamente aprimoradas.

"Não somos o único grupo a fazer imagens sem lentes, "explicou Jennifer Miller, um candidato a doutorado em química e um primeiro autor em um artigo publicado recentemente online em ACS Nano . "O que é diferente em nosso trabalho é que normalmente você precisa fazer várias máscaras e movê-las fisicamente para obter várias imagens. Isso se torna volumoso e caro e anula parte da simplicidade que é a vantagem da imagem sem lentes."

Na microscopia típica, existe uma compensação entre o campo de visão e o poder da resolução, portanto, um campo 10x é mais largo do que um campo 100x. Usando uma tecnologia de imagem sem lentes, é possível combinar um amplo campo de visão com alta ampliação para imagens de baixo custo e diagnóstico mais rápido da doença. Isso pode ser especialmente útil em países em desenvolvimento, onde microscópios de última geração não estão disponíveis.

"As máscaras tradicionais são passivas, "disse o co-primeiro autor Cheng-Yu Wang, doutorando em engenharia elétrica. "Podemos adicionar funcionalização ao nosso microfio, como polarização, seletividade e efeitos plasmônicos, que tornam nosso sistema de imagem mais poderoso. "

No caso dos celulares, um dos principais contribuintes para seu volume é o fato de a lente da câmera precisar estar a uma certa distância do detector. Uma câmera sem lente pode ajudar a minimizar a necessidade de espaço. Da mesma forma, um sistema sem lentes adicionado a um celular poderia transformar o celular em um microscópio de baixa potência.

Junto com Miller e Yang, autores seniores no ACS Nano papel, "Máscaras de dispersão reconfiguráveis ​​baseadas em partículas para imagens sem lente, "são Christine Keating, distinto professor de química, e Zhiwen Liu, professor de engenharia elétrica.