La microscopia ottica rappresenta una tecnica diffusa per l’esame di oggetti, organismi e superfici su scala ridotta. Tuttavia, la sua risoluzione laterale è tradizionalmente limitata dalla diffrazione della luce, un limite che diventa sempre più evidente con l’aumentare delle richieste di risoluzioni più elevate.
Sviluppi Recenti nell’Utilizzo della Stampa 3D per la Microscopia
Recentemente, uno studio pubblicato sulla rivista “Light: Advanced Manufacturing” ha messo in luce i risultati ottenuti da un team di ricercatori provenienti dall’Istituto di struttura elettronica e laser, dall’Università di Helsinki e dall’Università della Ruhr di Bochum. Essi hanno elaborato una nuova metodologia per creare microsfere di alta qualità attraverso l’uso della stampa 3D basata su laser, sfruttando la tecnologia della litografia multifotone (MPL). Questa tecnica permette la produzione di strutture tridimensionali precise su scala micro e nanometrica, senza necessità di maschere, grazie alla regolazione locale dell’intensità del laser che aumenta notevolmente la precisione grazie alle proprietà non lineari dell’MPL.
Produzione di Microsfere di Alta Qualità
Utilizzando un avanzato metodo di stratificazione e taglio, i ricercatori sono riusciti a fabbricare una microsfera con un diametro di 20 µm, caratterizzata da una qualità geometrica quasi perfetta (λ/8) e una superficie eccezionalmente liscia. Tale microsfera è stata poi posizionata su un vetrino preparato con un foro centrale, creato tramite ablazione laser a femtosecondi, configurando così un microdispositivo 3D che permette una manipolazione flessibile della sfera e la sua integrazione con qualsiasi microscopio ottico.
Test e Performance del Microdispositivo
Le prestazioni del microdispositivo sono state valutate utilizzando un interferometro a scansione di coerenza Mirau (MCSI) e una griglia di calibrazione con una risoluzione di λ = 0,28. I risultati hanno dimostrato che la qualità ottica della microsfera supera i limiti di risoluzione delle lenti convenzionali in luce visibile, mantenendo al contempo un’elevata risoluzione assiale fornita dall’MCSI.
Velocità di Produzione e Potenziali Sviluppi Futuri
La realizzazione della microsfera, inclusa la modifica del vetro di copertura, è stata completata in soli otto minuti. Le possibilità offerte dall’MPL aprono la strada all’esplorazione di nuove strutture e sistemi micro-ottici che potrebbero migliorare ulteriormente la risoluzione laterale nelle applicazioni di microscopia ottica 2D e 3D. Guardando al futuro, i ricercatori ritengono che l’MPL potrebbe essere utilizzato per sviluppare dispositivi personalizzati ed economici che migliorerebbero la risoluzione di qualsiasi microscopio ottico.
