3D принтер помог студентам построить дешевый атомно-силовой микроскоп

Первый в мире низкобюджетный атомно-силовой микроскоп (АСМ) была разработан в Пекине группой аспирантов из Университетского колледжа Лондона (UCL) , Университета Цинхуа и Пекинского университета. Они использовали LEGO и 3D печать.

Атомно-силовые микроскопы, впервые поступившие в продажу в 1989 году, обладали очень высоким для микроскопии разрешением. Они способны видеть объекты размером в миллионную долю миллиметра - намного меньше, чем можно рассмотреть в оптический микроскоп. АСМ обычно стоят 100 000 $ и более, но с новая недорогая модель обойдется для производства менее чем в 500 $.

Во время недавней LEGO2NANO, третьей китайско-британской летней школы при Университете Цинхуа в Пекине, студенты, ученых и энтузиасты в течение недели разработали новый тип недорогих сканирующих микроскопов.

АСМ состоит из руки с острым наконечником (зондом), который используется для сканирования поверхности образца. Когда наконечник находится в непосредственной близости от поверхности образца, силы, возникающие между зондом и образцом, приводят к отклонению наконечника. Как правило, отклонение измеряется с помощью лазерного луча, отраженного от верхней поверхности кантилевера в массив фотодиодов. Записывая эти изменения, можно построить 3D-изображения наноразмерных структур.

Университет Цинхуа, Пекинский университет и Университетский колледж Лондона объединитесь с LEGO Foundation чтобы изобретать, претворять в жизнь и продавать свои идеи. Их цель заключалась в разработке функциональной наноскопа, который смогут собрать школьники по всему миру, используя только LEGO, микроконтроллеры Arduino, напечатанные на 3D принтере детали и части бытовой электроники.

Прошло всего пять дней и команды продемонстрировала функциональность своего АСМ, который получил награду за лучший технический дизайн.

АСМ был смонтирован на металлической пластине, а корпус и его отсеки построены из LEGO. Многие детали были напечатаны на 3D принтере для обеспечения их идеальной подгонки. Самая дорогая часть прибора – это пьезоэлектрические приводы, который тянет почти на половину от общей стоимости. Пьезоэлектрические приводы контролируется процессорами Arduino, что позволяет им перемещаться с шагом в микрон.

«Низкобюджетная научная аппаратура может быть применима в университетах, а также больницах и клиниках в развивающихся странах» отмечает Габриэль Эппли, директор Лондонского центра нанотехнологий в UCL.

Андрей Свирид

Комментировать (0)