通過光學顯微鏡，我們能夠清晰地觀察到病毒和細菌的形狀，但卻無法生成具有超高分辨率的彩色圖像。這就是我們在瀏覽這類圖片時，全部都是黑白照片的原因，仿佛回到了80年前。
主要原因是，在衍射極限內，無法通過光學顯微鏡獲得病毒和細菌的高分辨率圖像。研究表明，當整個光譜中出現負折射時，就可以超出衍射極限，生成超高分辨率的圖像。
最近，韓國浦項科技大學的研究團隊研發出了一種超級鏡頭。該鏡頭是基于垂直雙曲超材料（一種可以自由控制光線的材料）的一種超級鏡頭，可以實現負折射。這種負折射在天然材料中是不存在的。
有了這種使用雙曲超材料的超級鏡頭，我們終于可以看到細菌和病毒真正長的是什么樣子，而不再只是黑白照，相信那將是一個非常具有色彩沖擊性的畫面。
垂直雙曲超材料（vHMM）
但是，整個研究過程比不是像說的這么簡單。從理論上來說，垂直雙曲超材料產生負折射的范圍可以在較寬的寬帶范圍內。實際上，由于在制造工藝上存在很大的難度，當使用金屬和介電材料交替堆疊構建水平雙曲超材料時，只能在很窄的寬帶范圍內實現負折射。
浦項科技大學的研究團隊將主要的研究方向放在了可能出現負折射的最大層厚度，與雙曲超材料的性能之間存在什么關系。為此，該研究團隊通過傳統納米加工設備，設計制造出了雙曲超材料。
通過實驗，在450nm至550nm的100nm寬帶內，通過傳統納米加工設備制造的雙曲超材料出現了負折射。由于傳統納米加工設備的局限性，該研究團隊從一開始設定的寬帶范圍就是100nm。因此，必須要對制造雙曲超材料的設備和方法進行改進，才能實現理論上的整個可見光譜較寬寬帶負折射。
垂直雙曲超材料（vHMM）制造方法
雖然這項研究并沒有實現可見光譜范圍內較寬帶寬的負折射，但證實了厚度與雙曲超材料之間的關系，并提出了設計和制造垂直雙曲超材料的方法。這表明，隨著制造工藝的突破，自然光譜寬帶負折射終將實現。該項研究還有一個重大意義：這是從1968年蘇聯數學家維克多預測負折射以來，首次在實驗中發現自然光譜負折射。
未來，這種垂直雙曲超材料將用于超寬帶、超高分辨率薄膜鏡頭和超高分辨率全彩光學顯微鏡。
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