根（gēn）據physorg網4月21日報道，美國加州伯克利大（dà）學的一組科學家（jiā）目前已研製（zhì）出一種新型超級鏡片，這（zhè）種鏡片能夠突破長期以來限製光學成像清晰度的（de）物理上限，它重新定義了“更加清晰的成像”這一概念。 利用一層薄薄的銀膜鏡片和紫外線，研究者們成功地對一（yī）排納米線（xiàn）和一個刻（kè）在有機高分（fèn）子膜上的單詞“NANO”進行成像（xiàng），分辨率高達60毫微米。相比（bǐ）之下，利用目前的光學顯微鏡隻能夠清晰的（de）觀（guān）察到大小為紅血球（qiú）細胞十分之一的物體，分辨率大約為400毫微米。 4月21日的《科學》上刊登了這項（xiàng）重要發（fā）明。研（yán）究者稱，這（zhè）標誌著納米（mǐ）工程學又取得了突破性的進展，意味著現在使用一張DVD光碟就能儲存美國國會圖書（shū）館的所（suǒ）有（yǒu）資料，而且計算機處理器可以快速對如此巨大的海量信息（xī）進行檢索。 “目前許多技術都（dōu）涉及光學領域，包括製造（zào）半導體和集成電路使用的（de）成像（xiàng）技術和光學加工技術（光刻技術），”張翔（音譯）說，他目前是美國加州伯克利大學機械（xiè）工程學教授也是這項研究的主要研究人員。“我們的研究將對複雜生物醫學成像、高密度電子電路學和針對光纖通訊研究等學科的發展（zhǎn）產生深遠的影響。” 尼古拉斯（sī）?方以前是張教授的博士學生，同時也是撰寫此技術相關資料的（de）首席作者（zhě）。他認為，此項技術不久（jiǔ）將應用到醫療成（chéng）像儀器的研發上，使光學顯微鏡在醫療方麵的應用達到前所（suǒ）未有的精度。 利用目前的光學顯微鏡，科（kē）學家們能夠觀察到細胞中較大（dà）的結構，例如分子的核子和線粒體。研究者稱，如果利用了這種超級鏡片（piàn），光（guāng）學顯微鏡有一天（tiān）將能夠觀察到單（dān）個蛋白在組成細（xì）胞（bāo）架構（gòu）的分子微管中運動的過程。 掃描電子顯微鏡和原子力顯微鏡目前都應用在觀察納米級物體的（de）細節（jiē）方麵。然而，這些顯微鏡的工（gōng）作原理是逐點地對物體進行（háng）掃描，這樣就把它們的應用局限在非活體標本上，而且每次成像都要花費好幾分鍾。 “光學顯微鏡可以在不到一秒鍾的時間裏僅（jǐn）僅通過一（yī）次快照就能夠快速（sù）捕捉到整個架構的成像，”方說，他現（xiàn）在是美（měi）國伊利諾斯大學的機械工程學助理教（jiāo）授（shòu）。“而且這種設備可以對活體標本進行成（chéng）像，幫（bāng）助（zhù）生物學家們進（jìn）一步了解細胞的結構和實時功能，最終推動（dòng）人類對治療各種人類（lèi）疾病所進行的藥物研究。” 此項研究無疑為物（wù）理學家和工程師們針對研製通過負折射來突破繞射限製的超級鏡片所進行的激烈爭論帶來了一（yī）個最新話題。 傳統的（de）鏡（jìng）片，不（bú）論（lùn）是人造的還是天然的，都是通過捕捉物體散發的光線然後進行反射最後形成最終成像。反（fǎn）射的角度由折射指數決定並且長期以來一直是正指數。 然而，物體同樣散發出“消逝（shì）的”光波，其中攜帶大量物（wù）體細節但是（shì）很難捕捉。這樣的光波的（de）折射率會衰減（jiǎn），根本（běn）不（bú）會達到（dào）光譜（pǔ）線平麵，也就是一種被稱為繞射（shè）限製（zhì）的光學極限。如果可以突破（pò）這個限製並且捕捉到那（nà）些折（shé）射率衰減了的光波，就能夠最終得到一（yī）個物體的（de）完美成像，克服這一（yī）難題可（kě）以被譽為是得到了光學的“聖杯”。 2000年，英（yīng）國物理（lǐ）學家約翰?潘德瑞（ruì）提出了一種理論，認為通過提高負折射率能夠將物體光漸逝波重新聚焦然後得到完美的成（chéng）像。俄羅斯物理學家維（wéi）克多（duō）?瓦斯拉果第一次提出負（fù）折射材（cái）料約（yuē）30年（nián）後，潘瑞德所提出了自己“完美的鏡片”理論。 這些理論（lùn）都是基於光線的電磁（cí）波接觸（chù）到負折（shé）射鏡頭後，激發物體表（biǎo）麵光波的整體運動，例如電子震動（也被（bèi）稱為表麵電漿波）。這會提（tí）高光漸逝（shì）波的折射率而且這種方式完全不同於光線（xiàn）到（dào）達傳統鏡片（piàn）時的（de）正常表現。 隨後聖地亞哥大學以及其他地（dì）區的研究者們針對負折射率進行了一係列的試驗（yàn），但是他們的試驗僅僅局限於微波（bō）光線。 2003年，張翔（xiáng）的研究小組第一次確定光漸（jiàn）逝波在特定環境下經過銀膜超級鏡片時會變得更強。 直到這一小組最近的一次試驗才展示了使用超級鏡片進行光學成像。張和他的研究小組在（zài）實驗中（zhōng）使用了波長（zhǎng）為365毫微米的紫外線（xiàn），所以（yǐ）實際成像到的細節多於微波段光波中（zhōng）所含的細節。 成像（xiàng）中的一列納米線寬為40納米，而單詞（cí）“NANO”大小為60納米。科學家們先將這些東西嵌入一（yī）層鉻中，然後將這層鉻放在超級鏡片下麵。這個（gè）鏡片由一層大約30納米厚的銀膜構（gòu）成。研（yán）究者們將圖像記（jì）錄（lù）在光刻膠上，而覆蓋在超級鏡片另（lìng）一（yī）麵的（de）聚合物當暴露在紫外線下時（shí），會變得無法吸（xī）收光線。 “我們的研（yán）究提（tí）供（gòng）了一種新的光學成像方法，不僅打破了光學繞射限製，而且為將來一（yī）係列技術的改革提供了無與倫比的潛（qián）力，”張說。“超級鏡片的關鍵是它能夠增強並且恢複帶（dài）有物體信息的光漸逝波。這也使成像遠遠低於繞射限製。” 值得一提的是，目前還沒有任何鏡片可以完全重新聚合所有物體散射（shè）出的光漸逝波，所以現在科學（xué）家們仍然沒有達到獲得百分之百完美（měi）成像的目標。然而，很多科學家認（rèn）為真正完全的成像（xiàng）是（shì）不可能的，因（yīn）為當光波經過任何物體時，有一部分能量被吸收。 “我們的實驗並不（bú）是創造出了完美的成像結果，”“但是有一點很明顯，我們的成像結果要比沒有（yǒu）利用銀膜質超級鏡片技術得出的圖片清晰的多。” 研究者們稱，如果繼續發展（zhǎn）這種技術，將來我們可以對（duì）遙遠的物體成像並且得到（dào）更（gèng）加清晰的成像結（jié）果，其中包括可以觀測到其他星球（qiú）更多的細節以及通過監測衛星更清晰地觀察地麵人類的活動等等。 研究資料的作者還有機械工程學的大學畢業生西索戈?李，以及孫成，張翔的研究小組成員。這項研究得（dé）到了海軍研究辦公室（shì）（ONR）、國防遠景研究計劃署以及美國國（guó）家科學基金會中納米科學與工程研究中心的（de）大力支（zhī）持。