Allá por el año 1873, el físico alemán Ernst Abbe descubrió un límite fundamental para el rendimiento de los sistemas de imágenes como los microscopios o las lentes de cámara. Estos sistemas simplemente no pueden ver detalles más pequeños que un tamaño crítico, determinado por la longitud de la onda de luz.

Para la luz visible, este límite de resolución es de unos 200 nanometros; cualquier cosa más pequeña no puede observarse. Eso incluye los virus, las características internas de las células como microtúbulos y las moléculas de ADN e incluso los surcos de un DVD Blu-ray.

Pero en años recientes, los físicos han descubierto una manera de burlar el límite de Abbe. Cuando la luz rebota contra un objeto, se difracta e interfiere, lo que hace que se pierdan los detalles más finos. Para la luz visible, este proceso se desarrolla en los primeros nanómetros desde la superficie.

La manera de esquivar el límite de Abbe consiste en grabar el patrón de luz reflejada antes de la interferencia. Esta llamada luz de campo cercano, o evanescente, contiene todos los detalles finos; el truco consiste en encontrar una manera de transmitir esta luz de campo cercano más allá de su alcance habitual.

Y eso es exactamente lo que han logrado los físicos. Han descubierto varias sustancias exóticas que pueden transmitir la luz de campo cercano. Al colocar una de estas sustancias en contacto con la superficie de la que se pretende grabar una imagen, transmitirá la luz hasta un sistema de imágenes convencional. Tales materiales se denominan superlentes.

Obviamente, estas superlentes son pequeñas y a menudo muy delicadas y complicadas de fabricar. Además, tienden a funcionar sólo con determinadas frecuencias de luz. Así que encontrar nuevas superlentes robustas que funcionen con luz blanca representa una tarea importante.

Hoy, James Monks y varios compañeros de la Universidad de Bangor (Reino Unido) demuestran que la seda de araña es capaz de resolver detalles de luz blanca más pequeñas del límite de resolución de Abbe. Su trabajo es la primera demostración de una superlente biológica.

La técnica es sencilla. El equipo empieza con una seda producida por la Nephila edulis, una gran araña mejor conocida como la araña dorada australiana de orbe. Esta especie produce una seda de unos 6.800 nanómetros de diámetro que utiliza para formar una telaraña de aproximadamente un metro de ancho.

La seda es transparente y de estructura cilíndrica, una forma que permite enfocar la luz. Y puesto que es diminuta, enfoca a la escala de nanómetros que corresponde con la de la luz de campo cercano.

El equipo de Monks simplemente coloca un hilo de esta seda de araña sobre un DVD Blu-ray, lo ilumina con luz blanca y lo fotografía con un objetivo estándar de microscopio de 100 aumentos.

Es más pequeño de lo que normalmente un microscopio óptico podría resolver con luz blanca. Así que cualquier detalle que muestre estos canales representa una clara prueba de que la seda de araña está actuando como una superlente.

Las imágenes muestran exactamente estos detalles. "Esto proporciona pruebas de la capacidad de superresolución de la seda de araña para superar el límite de difracción óptica", afirma el equipo de Monks. "Este es el primer sistema de superlente biológica que ha superado con éxito el límite de difracción".

Es un trabajo interesante, en gran parte porque la seda de araña es fácil de conseguir, increíblemente flexible y enormemente robusta. Eso significa que podría ser empleada en un amplio abanico de situaciones.

El equipo de Monks sugiere colocar la seda para que forme una estructura bidimensional que podría ser encapsulada por un medio transparente, como algún tipo de cinta adhesiva, que a su vez podría colocarse encima de cualquier muestra que necesite resolverse.

Está claro que las superlentes biológicas tienen un futuro lleno de un enorme potencial.

Ref: arxiv.org/abs/1604.08119: Spider Silk: The Mother Nature’s Biological Superlens