Un nouveau type d'imagerie qui ne nécessite pas d'objectif et utilise des masques reconfigurables à base de particules pour prendre plusieurs clichés d'un objet est en cours de développement par des chercheurs de Penn State. La technologie des masques à auto-assemblage dirigés par champ électrique devrait avoir des utilisations dans le diagnostic des maladies à moindre coût et plus rapidement, l'amélioration de la microscopie optique, et peut même conduire à une technologie de téléphone portable plus mince.

Comment ça fonctionne

Les chercheurs créent un masque de fils d'or microscopiques et le placent près de l'objet qui sera imagé. Le masque diffuse la lumière réfléchie par l'objet et un capteur d'image capte la lumière. Un courant électrique réarrange les particules dans le masque, produire un nouveau masque à chaque itération, et le système enregistre chaque nouvelle image. Les multiples captures de lumière sont ensuite reconstruites informatiquement dans l'image objet d'origine, résultant en une résolution et une qualité très améliorées.

"Nous ne sommes pas le seul groupe à faire de l'imagerie sans objectif, " a expliqué Jennifer Miller, un doctorant en chimie et un premier auteur sur un article récemment publié en ligne dans ACS Nano . "Ce qui est différent dans notre travail, c'est que vous devez généralement créer plusieurs masques et les déplacer physiquement pour obtenir plusieurs images. Cela devient volumineux et coûteux et annule une partie de la simplicité qui est l'avantage de l'imagerie sans objectif. "

En microscopie typique, il existe un compromis entre le champ de vision et la puissance de la résolution, donc un champ 10x est plus large qu'un champ 100x. En utilisant une technologie d'imagerie sans objectif, il est possible de combiner un large champ de vision avec un grossissement élevé pour des images à moindre coût et un diagnostic plus rapide de la maladie. Cela pourrait être particulièrement utile dans les pays en développement où les microscopes haut de gamme ne sont pas disponibles.

"Les masques traditionnels sont passifs, " a déclaré le co-premier auteur Cheng-Yu Wang, doctorant en électrotechnique. "Nous pouvons ajouter de la fonctionnalisation à notre microfil, comme la polarisation, sélectivité et effets plasmoniques, qui rendent notre système d'imagerie plus puissant."

Dans le cas des téléphones portables, l'un des principaux contributeurs à leur volume est dû au fait que l'objectif de la caméra doit être à une certaine distance du détecteur. Une caméra sans objectif pourrait aider à minimiser l'encombrement. De même, un système sans objectif ajouté à un téléphone portable pourrait transformer le téléphone portable en un microscope de faible puissance.

Avec Miller et Yang, auteurs principaux sur le ACS Nano papier, "Masques de diffusion reconfigurables à base de particules pour l'imagerie sans lentille, " sont Christine Keating, professeur distingué de chimie, et Zhiwen Liu, professeur de génie électrique.