Soczewki polimerowe opracowane przez polskich naukowców

umożliwiają badanie obiektów 10 razy mniejszych niż cząstka wirusa SARS-CoV-2. Do wytworzenia mikroskopijnych soczewek wykorzystano unikalną w skali kraju ultraprecyzyjną laserową drukarkę 3D. Dzięki wysokiej wydajności takiego sposobu wytwarzania soczewek setki takich elementów na jednym podłożu można wyprodukować w bardzo krótkim czasie.

Rozmieszczenie mikrosoczewek tworzy na próbce układ współrzędnych, co ułatwia określenie lokalizacji wybranego emitera światła w próbce półprzewodnikowej. Badacze mogą w ten sposób przygotowywać wielokrotne pomiary tego samego emitera w różnych laboratoriach na całym świecie. Z punktu widzenia badań zmiana czasu potrzebnego na wyszukanie danego obiektu emitującego światło jest bezcenna, ponieważ dotychczas była to czynność niezwykle czasochłonna.

Mikrosoczewka

ma średnicę 15 mikrometrów, czyli około 1/5 grubości ludzkiego włosa. To pierwsze na świecie soczewki o tak małych rozmiarach; przyczynią się one do rozwoju wielu dziedzin, m.in. mikrooptyki, robotyki czy biologii. Poza tym poszerzą zakres badań nad optycznym przetwarzaniem informacji.

Mikrosoczewki polimerowe wykorzystywane będą np. do pomiaru struktur półprzewodnikowych i obserwacji światła z próbek o zawartości kropek kwantowych. Za pomocą soczewek z drukarki 3D możliwe będzie też dokładniejsze badanie atomowo cienkich materiałów dwuwymiarowych, takich jak diselenek molibdenu i wolframu.

Przesyłanie wiązek

fotonów przez soczewkę do aparatury badawczej jest możliwe dzięki specjalnie zaprojektowanej powierzchni mikrosoczewki. Powłoka mikrosoczewki formuje światło emitowane z próbki w wiązkę fotonów o niskiej rozbieżności. To umożliwia łatwy przesył danych do narzędzi pomiarowych i badawczych. W ten sposób mikrosoczewka pozwala zastąpić drogi i nieporęczny rozmiarowo obiektyw mikroskopowy.

Opracowane mikrosoczewki eliminują też pewne ograniczenia, które trzeba było zakładać w wielu eksperymentach. Dzięki swoim rozmiarom i specyfice wykluczają bowiem problemy z pomiarami w impulsowych polach magnetycznych, umożliwiają także badanie próbek w ekstremalnie niskich temperaturach. Wcześniej używany sprzęt mikroskopowy nie był przystosowany do takich warunków pracy.

Kolejnym krokiem badaczy będzie dostosowanie projektu soczewek do wymogów technologii światłowodowej, która jest przyszłością urządzeń opartych na wykorzystaniu światła.

fot. WFUW, felixioncool – Pixabay