Pierwszy mikroskop z druku 3D. Każdy może taki mieć
Naukowcy zaprezentowali pierwszy na świecie mikroskop, który został w całości zaprojektowany i zbudowany z części wydrukowanych w technologii 3D. Co więcej, dzięki udostępnionym planom open-source, prawie każdy może samodzielnie złożyć go sobie w domu za mniej niż 250 zł.
Kilka lat temu badacze z Uniwersytetu w Bath i Uniwersytetu w Cambridge rozpoczęli projekt OpenFlexure, którego celem było stworzenie mikroskopów opartych na planach open-source, przeznaczonych do druku 3D. Dzięki temu mikroskopy te zostały złożone w ponad 50 krajach na całym świecie, w tym także w laboratoriach na Antarktydzie i choć ich cena była znacznie niższa niż standardowego sprzętu, istniał pewien problem.
Mikroskop w całości z druku 3D
A mianowicie specjalnie wykonane soczewki szklane, które są niezbędne do działania mikroskopu, kosztowały setki dolarów, co sprawiało, że urządzenia wciąż były poza zasięgiem wielu osób. Zespół badaczy z Uniwersytetu Strathclyde w końcu opracował rozwiązanie, które pozwoliło obniżyć całkowity koszt mikroskopu OpenFlexure i uczynić go pierwszym mikroskopem w pełni wykonanym z części wydrukowanych w 3D.
Naukowcy wykorzystali najnowsze osiągnięcia w dziedzinie soczewek optycznych wykonanych w technologii druku 3D. Zastosowali konsumencką drukarkę żywiczną Elegoo Mars 3 Pro, która wykorzystuje żywicę fotopolimeryzującą do wydrukowania soczewki o parametrach odpowiadających soczewce płasko-wypukłej o średnicy 12,7 mm i ogniskowej 35 mm, typowej dla komercyjnych mikroskopów.
Mikroskop działa w pełni funkcjonalnie po wydrukowaniu i złożeniu, a projektanci poszli o krok dalej, instalując kamerę oraz źródło światła sterowane przez komputer Raspberry Pi. Mimo dodania tych komponentów, całkowity koszt budowy mikroskopu wyniósł jakieś 60 dolarów (ok. 250 zł), a czas montażu to mniej niż trzy godziny.
Pierwsze testy i wyniki
Pierwsze próbki, które badacze zbadali za pomocą nowego sprzętu, obejmowały rozmaz krwi oraz cienki przekrój nerki myszy. Mikroskop o wadze 3 kg zapewniał powiększenie, które umożliwiało uzyskanie pola widzenia na poziomie 1,7 mm oraz rozdzielczości przestrzennej na poziomie około 5 mikrometrów. Obrazy uzyskane za pomocą mikroskopu wyraźnie przedstawiają pojedyncze komórki krwi, kanaliki nerkowe oraz inne szczegóły subkomórkowe.
Badacze podkreślają, że mikroskopy komercyjne, zwłaszcza te wykorzystywane w badaniach naukowych czy diagnostyce klinicznej, mogą kosztować nawet ok. 20 tys. dolarów. W przypadku diagnostyki terenowej w miejscach o ograniczonych zasobach finansowych, koszt takich urządzeń stanowi poważny problem, zwłaszcza w kontekście dostępności serwisowania sprzętu i wymiany części optycznych.
Dlatego badacze nie zamierzają poprzestać na jednym modelu. Kolejne wersje mikroskopów 3D mogą oferować różne powiększenia i apertury, co otworzy nowe możliwości dla różnych zastosowań. Dzięki temu mikroskopy z druku 3D mogą stać się dostępne dla jeszcze szerszego grona użytkowników, zarówno w badaniach naukowych, jak i w codziennych zastosowaniach edukacyjnych czy diagnostycznych.
***
Bądź na bieżąco i zostań jednym z 88 tys. obserwujących nasz fanpage - polub Geekweek na Facebooku i komentuj tam nasze artykuły!
