Kan en spegel förvandla en apelsin till en munk? Svaret är definitivt nej i den verkliga (makro)världen. Men på nanoskala, en spegel kan förvandla ett "orange"-format mönster till ett "munk"-format mönster genom att överlappa "orange" med dess reflekterade spegelbild.

Ett team av forskare från University of Technology Sydney (UTS) har för första gången visat att fluorescerande nanopartiklar placerade nära en spegel genererar unika mönster som kan användas för att fastställa var de befinner sig.

Forskarna tillskriver denna effekt den ljusemitterande nanopartikelns interferens med sin egen spegelbild. Med den här metoden kan de också detektera storleken på partiklar till en upplösning på en nanometer – eller runt 1/80, 000:e av diametern på ett människohår.

Detta genombrott inom ultrakänslig mätteknik, publiceras i Naturkommunikation , kan ha många applikationer inklusive spårning och analys av sjukdomsorsakande virus och andra patogener.

"När vi tittar i en spegel förändrar det inte vår fysiska form, men det är inte fallet med emissionsmönster för nanopartiklar, " säger ledande medförfattare Dr. Fan Wang från UTS Institute for Biomedical Materials and Devices.

"Om du sätter en nanopartikel framför en spegel, den kommer att ändra sin bild av sig själv, och bildformen reflekterar avståndet mellan partikeln och spegeln. Detta beror på fasskillnaden mellan sändaren och dess bild, " han säger.

Forskarna beskriver denna kodning av positionsinformation från en partikelemissions självinterferens som "SELFI-effekten". De resulterande mönstren inkluderar Gaussiska, munk- och bågskyttemålformer.

"Som vi förstår det, den rumsliga fördelningen av den spontana emissionens SELFI från flera sändare på nanoskala har inte rapporterats, " säger den ledande medförfattaren professor Dayong Jin.

"Detta SELFI leder till en fasta, Högupplöst och antidriftavkänningsmetod för att exakt lösa positionen för en enda nanopartikel."

Nanopartiklarna är dopade med många joner av sällsynta jordartsmetaller för att uppnå den nödvändiga luminescensen för att skapa ett effektivt SELFI.

Författarna noterar att denna nya metod är lämplig för konventionella widefield-fluorescensmikroskopiuppställningar utan att kräva systemmodifiering.