中国和英国研究机构的科学家12日在新一期美国《科学进展》（Science Advances）在线刊登了关于可见光超材料的最新研究成果：Three-dimensional all-dielectric metamaterial solid immersion lens for subwavelength imaging at visible frequencies (Sci. Adv. 2016, 2, e1600901, doi:10.1126/sciadv.1600901)。报告说，他们利用常见的二氧化钛纳米粒子制备一种固态半球超级透镜，能把光学显微镜的分辨率提高4到5倍，大幅突破了常规光学显微镜的极限分辨率。
  这项研究由英国班戈大学电子工程系的王增波和中国复旦大学材料系的武利民等人合作完成。
  王增波对记者介绍说，他们首先把二氧化钛纳米粒子放于某种流体介质中，然后用注射器挤压出来，直接滴到观测样品上，形成半球状物体，流体蒸发后就形成一个固态的半球超级透镜，直径大小为几十微米，比人的头发丝还细。
  王增波说，在普通白光照明条件下，传统光学显微镜无法看到小于200纳米的物体，而这种由高折射率纳米粒子组成的超级透镜，则能把光学显微镜的分辨率提高到创纪录的45纳米。
  简单来说，利用这种超级透镜能使一台普通的光学显微镜变身成纳米级光学显微镜。比如，蓝光光盘上的线槽最细只有100纳米，使用普通显微镜是看不见的，但利用这种超级透镜就可以直接观测。研究人员希望将来这一成果能应用于生物医学，如实时观测亚细胞结构和病毒等。
  据介绍，这种技术使用的二氧化钛纳米粒子广泛用于防晒化妆品和白色涂料，是一种常见材料，成本较低，而且制备工艺相对简单。王增波表示，如果有合适资金支持，预计这项技术几年内就可实现商业化。

图1. 由15纳米二氧化钛所组装成的超半球mSIL的SEM图像

图2. mSIL对不同样品表面纳米图案的超分辨率光学显微成像

原文链接：http://advances.sciencemag.org/content/2/8/e1600901