Lens van metamateriaal kan radiogolven extreem precies focussen

Door gebruik te maken van een samengestelde lens die van metamaterialen gemaakt wordt, denken onderzoekers van het MIT radiogolven met grote precisie te kunnen bundelen. Daarmee zouden objecten ter grootte van moleculen met hoge resolutie in beeld gebracht kunnen worden.

De lens is een samenstelling van kleine cellen die van een metamateriaal worden gemaakt. Dat materiaal heeft, in tegenstelling tot reguliere materialen, een negatieve refractie-index, zodat de concave lens radiogolven niet divergeert, maar convergeert. De lens werd uit vierduizend onderdelen samengesteld, die ieder een s-vorm hebben en enkele millimeters groot zijn. De MIT-onderzoekers maakten gebruik van een 3d-printer om de onderdelen te produceren. Het polymeer waaruit de lenzen bestaan werd voorzien van een koper-coating van 4 micrometer dik om de lens geleidend te maken.

Het functioneren van de lenzen volgt uit de vorm waarin ze gemaakt werden: de s-vorm zorgt voor de negatieve refractie-index voor elektromagnetische straling tussen de 10GHz en 12GHz. Straling die door de lens wordt gebundeld, kan zeer precies worden gefocust, wat een toepassing als lens voor moleculaire microscopie binnen handbereik brengt. De samengestelde metamateriaal-lens is veel kleiner en goedkoper dan lenzen die voor elektronenmicroscopie gebruikt worden. Bovendien zou de MIT-lens zeer efficiënt in het doorlaten van microgolven zijn.

Reacties (31)

[DaemonAngel]

Dit zou wel een grote doorbraak zijn voor de microscopie inderdaad.
Naar andere toepassingen kijken is momenteel wat ver gezocht.

Tot nu toe waren er altijd zeer grote beperkingen aan wat mogelijk was puur met een microscoop gewoon door de wetten van de fysica ivm licht en lenzen (refractie).

Dit werd dan opgelost door andere golflengtes licht te gaan gebruiken e.d. voor gewone microscopie en voor nog kleiner werd dan electronenmicroscopie gebruikt.
Grote nadeel aan elektronemicroscopie is de moeilijkheid in preparaatvoorbereiding. Dit is enorm lastig en omslachtig.
Ook is het enorm duur in gebruik van het toestel , onderhoud en aanschaf.

Dit zou veel onderzoek terug naar de gewone microscoop kunnen brengen dan (voordeel van in vivo te kunnen kijken, dus naar levende zaken ipv nu de noodzaak voor te fixeren)

[Umbrah]

Ben ik de enige die dacht aan radiotelescopen? Dit zal de opvolger van LOFAR een gigantische boost kunnen geven, LOFAR is opzich namelijk al een geweldig stukje technologie voor radiotelescopen!

[kzin]

Ik zie zo niet wat deze techniek met LOFAR te maken heeft. Dit werkt in een spectrum van 10-12 GHz. LOFAR werkt op veel lagere frequenties. Dit is bedoeld voor het bundelen van radiostraling (focussen) op een klein oppervlakte. LOFAR werkt juist op een groot oppervlakte (men streeft wereldwijd naar 1000 antennes), waarbij de 'bundeling' niet gebeurt door een antenne te draaien, maar door de ontvangen data softwarematig anders te interpreteren.
Dit is bedoeld om juist hele kleine objecten te kunnen onderzoeken. 10 Ghz laat zich moeilijk met traditionele schotels convergeren. De schotels moeten dan zeer nauwkeurig gemaakt worden. Niet onmogelijk, maar dit is een heel andere methode.

[Stoney3K]

Dit is bedoeld om juist hele kleine objecten te kunnen onderzoeken. 10 Ghz laat zich moeilijk met traditionele schotels convergeren. De schotels moeten dan zeer nauwkeurig gemaakt worden. Niet onmogelijk, maar dit is een heel andere methode.

10-12GHz convergeer je juist prima met traditionele schotels. Zap maar eens met je TV naar een andere zender, dan is dat precies wat je doet.

De transponders voor digitale televisie-ontvangst over de satelliet (Astra) zitten allemaal tussen de 10 en 12,5Ghz in. En dat kun je met een schotelantenne van 80cm toch prima op je eigen dak bundelen.

[Verwijderd]

Kan iemand mij uitleggen hoe dit kan helpen "objecten ter grootte van moleculen" in hoge resolutie in beeld te brengen?

Voor zover ik weet kan je voorwerpen die kleiner zijn dan de golflengte van je licht eenvoudigweg niet waarnemen. Da's ook de reden waarom bijv. Transmission Electron Microscopy (TEM) gebruikt wordt ipv 'gewone' microscopen. (Zie ook: http://en.wikipedia.org/w...ron_microscopy#Background )

Allemaal leuk en aardig dus, maar ik ben nog niet overtuigd.

[Rey Nemaattori]

Kan iemand mij uitleggen hoe dit kan helpen "objecten ter grootte van moleculen" in hoge resolutie in beeld te brengen?

Voor zover ik weet kan je voorwerpen die kleiner zijn dan de golflengte van je licht eenvoudigweg niet waarnemen. Da's ook de reden waarom bijv. Transmission Electron Microscopy (TEM) gebruikt wordt ipv 'gewone' microscopen. (Zie ook: http://en.wikipedia.org/w...ron_microscopy#Background )

Allemaal leuk en aardig dus, maar ik ben nog niet overtuigd.

If anything zou zichtbaar licht, UV of zelfs gammastraling dat doel beter dienen.
Immers hoe kleiner het object, hoe hoger de frequentie moet zijn wil het uberhaupt gedetecteerd worden.

Om diezelfde reden schreeuwen vleemuizen voor ons ultrasoon: geluidsgolven van voor ons duidelijk hoorbare golflengten zijn simpel weg te groot om te bouncen van een klein mugje.

[Rob Coops]

Afgezien van het feit dat de gebruikelijke controle op de kwaliteit van de artikelen vandaag schijnbaar niet nodig is (feestje gehad misschien?). Dit is het zoveelste artikel waar worden ontbreken vandaag.

Wel een interessant verhaal al doet het wel de vraag reizen of er ook andere toepassingen zijn te bedenken voor gebundelde radio golven. Ik denk bijvoorbeeld aan grotere afstanden voor radio netwerk verbindingen op kantoren en huizen. Of bijvoorbeeld een optie om door vaste materialen heen te kijken door dat ondanks de bundeling van de golven er toch echt een verschil op treed in de golven als ze door een bepaald materiaal heen bewegen en dat zou dan te detecteren moeten zijn aan de andere kant om op die manier bijvoorbeeld een nieuwe methode te hebben om door dingen zo als mensen heen te kijken.

[DaemonAngel]

Momenteel doen ze met geluidsgolven al experimenten om door materiaal te kijken.

Dit is echt gericht op microscopie toepassingen.

[Fealine]

@Rob Coops: Voordat je de taal nazi op een artikel gaat spelen, missschien eerst je eigen reactie eens een 'gebruikelijke controle' laten ondergaan. Sowieso ontbreken er 'woorden' en niet 'worden'

De laatste zin, die overigens makkelijk in 4 aparte zinnen kan worden gesplitst, is totaal onbegrijpbaar. Ik heb die zin 3x moeten lezen om enigzins te begrijpen wat jij bedoeld.

[Reactie gewijzigd door Fealine op 28 juli 2024 07:34]

[Aham brahmasmi]

@Rob Coops: Voordat je de taal nazi op een artikel gaat spelen, missschien eerst je eigen reactie eens een 'gebruikelijke controle' laten ondergaan.

Een artikel dat door (tien)duizenden mensen gelezen gaat worden heeft natuurlijk wel een andere waarde dan een reactie hè. In het artikel van gisteren over die speciale gelaagde lens stonden ook een stuk of 10 fouten.

[OddesE]

Wel grappig dat je 'doet de vraag reizen' wel laat gaan. Vraag me af waar hij heen gaat en of hij nog een kaartje stuurt als hij er is.

[WCas]

Ik kan me heel goed indenken, dat dit gebruikt kan worden voor een preciezere kankerbestraling?

[Damic]

Serieuze lens voor microscopie.

[Struiner]

lijkt me ook handig voor telecom, meer precisie == minder ruis bij satellietverbindingen

[Verwijderd]

Volgens mij is een satellietverbinding eerder op een lagere golflengte. NFC gebruikt dacht ik wel hoge frequenties en zou hiervan kunnen profiteren, door hogere frequenties te gebruiken en dus hogere doorvoersnelheden te realiseren

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 28 juli 2024 07:34]

[cohn]

Satellieten maken juist wel van deze frequentie gebruik (10-12 GHz).
Kijk maar eens in een frequentie lijst van Astra:
http://www.bvdsat.nl/astra192.htm

NFC gebruikt geen hogere frequenties. Zover ik weet communiceert NFC op 13,56 MHz. Dit komt dus niet in de buurt van waar deze antenne's voor bedoeld zijn.
Bovendien is NFC voor een communicatie over zeer korte afstand en is de hoeveelheid te verzenden data beperkt en is ook de datasnelheid maar zeer beperkt. Een antenne met een sterk richteffect (en dus een hoge versterking) heeft in deze toepassing dus weinig nut.

[DieterVDW]

Denk wel dat preciezere focus voor satelliet gebruik niet echt belangrijk is.
Er is toch refractie van de radiogolven in de atmosfeer, denk dat dit effect die preciesie sowieso teniet doet.

[bbob]

Weer een toepassing voor 3d printers

[Verwijderd]

grootste doorbraak ,

ik zie hier niet aleen toekomst in in de microfotografie
maar een grote toepasbaarheid in ruimtetelescopen.

zwarte gaten en het microwave bachkground kunnen in een nieuwe manier onderzocht worden.
ik denk dat inversteerders dit project heel snel in realiteit zullen brengen.
dat we niet meer spreken van tig jaar, maar volgend jaar.

damn, dat dit eindelijk ondekt is

[Michae]

Radiogolven, duwn tegen de lichtgolven dls ze afgeremd eorden door een stof, glas, water, etc. Door dat diffusie efecte van radiogolven, te verminderen, krijg je een rechtere weergave door de lens stof heen zodat het na scherp stellen, genoeg herhaling van dcherper beeld en licht, opdat je een niveau van licht behaald dat af te lezen is en te converteren naar beeld. Gr.

[ANW]

offtopic:
Sorry hoor Michae, maar door je typ- en taalfouten duurt het voor mij langer om jouw post te lezen dan het voor jou had gekost om het te verbeteren. Die tijd, maal het aantal lezers, resulteert in heel wat tijdverspilling.

Maar nog vervelender is dit:

Ik begrijp niet wat je bedoelt. Kan aan mij liggen hoor!

[Jaccoh]

Dronken of toetsenbord stuk?