Ben Krasnow și-a construit partea sa de invenții ciudate, inclusiv un generator de azot lichid fabricat dintr-un aparat de aer condiționat și „stingătorul de sete”, un stingător de incendiu de calitate comercială care răcește, carbonatează și distribuie berea sa de casă. Acum, fără alt motiv decât să-și dorească o adevărată provocare, inginerul în vârstă de 28 de ani a ales cel mai dur proiect DIY pe care și-l putea imagina: un microscop electronic cu scanare de casă sau SEM. „Am vrut să văd dacă este posibil”, spune el.

laboratoarele științifice vor plăti în sus 250.000 de dolari pentru un SEM high-end și, în măsura în care Krasnow a putut găsi, niciun individ nu a construit vreodată unul, așa că a trebuit să improvizeze. A petrecut mai întâi câteva săptămâni învățându-se fizica complexă din spatele instrumentului. Apoi a trolat eBay pentru componente ieftine, sortat prin magazinul său de acasă pentru surse de energie care ar putea funcționa și apoi a construit ceea ce nu a putut găsi.

un SEM tipic trage un flux subțire de electroni într-o probă, monitorizează electronii loviți de impact și traduce semnalele rezultate într-o imagine.

Krasnow și-a făcut arma electronică dintr-un fir subțire de tungsten. El încălzește firul prin aplicarea unei tensiuni, care eliberează nori de electroni. Electronii eliberați se deplasează printr-o țeavă subțire de cupru spre eșantion.

în testele sale inițiale, Krasnow a avut probleme cu direcționarea fasciculului de electroni pe eșantion. În cele din urmă a luat un magnet de frigider și l-a mutat în exteriorul camerei de vid din sticlă care înconjoară microscopul pentru a regla poziția fasciculului. Când a focalizat fasciculul în locul potrivit, a înregistrat magnetul în poziție.

microscopul oferă acum o mărire de aproximativ 50x, departe de SEMs-ul comercial de 1.000 x sau mai mult, dar experții în microscop spun că acest lucru nu diminuează realizarea. Chimistul Robert Wolkow de la Universitatea din Alberta o numește ” o realizare minunată.”Și William Beaty, inginer de cercetare și colecționar care sperase, de asemenea, să construiască primul sem DIY, o spune mai simplu: „D’ oh!”

cum funcționează

timp: 100 ore
Cost: 1.500 $

afișare

SEM își primește numele deoarece fasciculul de electroni scanează suprafața eșantionului; imaginea rezultată este practic un videoclip al unei imagini statice subiect. Pentru a crea acel videoclip, Krasnow a cumpărat un osciloscop vechi. Pe măsură ce fasciculul se deplasează pe suprafață, norii de electroni emiși din eșantion se schimbă, iar osciloscopul transformă aceste date fizice într-o imagine video. Captura cu osciloscopul este că Krasnow scanează imaginea în 1/15 de secundă pentru a obține o imagine, iar scanările mai rapide au ca rezultat imagini cu rezoluție mai mică. El intenționează să digitalizeze sistemul și să înlocuiască osciloscopul cu un computer, ceea ce ar trebui să-i permită să scaneze încet și să crească mărirea microscopului.

răcire în vid

pentru a menține fasciculul subțire de electroni al microscopului, Krasnow a trebuit să elimine orice interferență, așa că a adăpostit întregul dispozitiv într-un borcan mare de sticlă pe care îl zăcea. A folosit două pompe separate pentru a crea un vid în interiorul borcanului. Una dintre cele două are tendința de a se supraîncălzi, astfel încât o pompă de acvariu trimite lichidul de răcire a motorului pe lângă pompa de supraîncălzire, extragând căldura și ciclează lichidul printr-un aparat de aer condiționat repurposed window-unit, unde este răcit înainte de a repeta călătoria.

stil Retro

osciloscopul și două dintre sursele de alimentare arată ca și cum ar fi putut fi salvate dintr-o misiune spațială din anii 1960. Lui Krasnow i-a plăcut estetica, așa că a închis sursele de alimentare într-un suport de culoare similară, a aranjat celelalte componente deasupra lor, a cumpărat plăci frontale gri goale, a forat găurile necesare și a montat comutatoare cromate, indicatoare roșii, butoane și manometre care se potriveau stilului.