최근 ACS Photonics에 발표된 멜버른 대학과 호주 TMOS(변환 메타 광학 시스템 우수 연구 협의회 센터)의 연구는 두께가 불과 수백 나노미터에 불과한 메타표면을 사용하여 위상 이미징 기술을 소형화하는 데 도움이 된다. 머리카락 굵기보다 약 350배 얇아 스마트폰이나 기타 소형 카메라의 렌즈에 들어갈 만큼 작다.

질병의 감지는 종종 광학 현미경 기술에 의존하여 생물학적 세포의 변화를 조사한다. 현재 이러한 조사 방법에는 일반적으로 실험실 환경에서 화학 물질로 세포를 염색하는 것과 전문화된 "위상 이미징" 현미경을 사용하는 것이 포함된다. 이것은 생물학적 세포의 보이지 않는 부분을 보이게 하는 것을 목표로 하여 질병의 조기 발견이 가능하다. 그러나 위상 이미징 현미경은 부피가 크고 수천 달러의 비용이 들기 때문에 원격 의료 실습이 불가능하다.

원격 의료 행위를 위한 리소스를 제공하는 것 외에도 이 새로운 기술은 언젠가 집에서 질병을 감지할 수 있게 될 것이다. 그런 다음 이미지를 전 세계 어디에서나 실험실로 전송한다. 그러면 실험실에서 질병을 분석하고 진단할 수 있다.

멜버른 대학의 수석 연구원인 Lukas Wesemann 박사는 값비싼 위상 이미징 현미경과 유사하게 이러한 메타표면은 통과하는 빛을 조작하여 살아있는 생물학적 세포와 같은 물체의 보이지 않는 측면을 볼 수 있도록 할 수 있다고 말했다.

"우리는 '위상'이라고 불리는 빛의 보이지 않는 속성을 인간의 눈이나 기존 카메라가 볼 수 있는 정상적인 이미지로 바꾸는 방식으로 배열된 평평한 표면에 작은 나노막대 배열로 메타표면을 제조했다. "라고 Wesemann 박사는 말했다.

"이러한 위상 이미징 메타표면은 컴퓨터 후처리 없이도 고대비의 의사 3D 이미지를 생성한다.”

"의료 진단 장치를 더 작고, 저렴하고, 더 휴대하기 쉽게 만드는 것은 불우한 지역이 현재 제1세계 국가에서만 이용할 수 있는 의료에 접근하는 데 도움이 될 것이다."

공동 저자인 TMOS 수석 연구원이자 멜버른 대학교 교수인 Ann Roberts는 위상 이미징 분야에서 놀라운 돌파구라고 말했다.

"메타표면이 어떻게 기존 광학 장치를 완전히 재창조하고 차세대 소형 장치로 이어질 것인지에 관해서는 빙산의 일각에 불과하다."