Ben Krasnow ha construido su parte de artilugios extraños, incluido un generador de nitrógeno líquido hecho de un aire acondicionado, y el» extintor de sed», un extintor de incendios de grado comercial que enfría, carbonata y dispensa su cerveza casera. Ahora, sin otra razón que querer un verdadero desafío, el ingeniero de 28 años eligió el proyecto de bricolaje más difícil que pudo imaginar: un microscopio electrónico de barrido casero, o SEM. «Quería ver si era posible», dice.
Los laboratorios científicos pagarán más de 2 250,000 por un SEM de alta gama, y por lo que Krasnow pudo encontrar, ningún individuo había construido uno, por lo que tuvo que improvisar. Primero pasó unas semanas aprendiendo él mismo la compleja física detrás del instrumento. A continuación, buscó en eBay componentes baratos, buscó en su tienda en busca de fuentes de energía que pudieran funcionar, y luego construyó lo que no pudo encontrar.
Un SEM típico dispara un flujo delgado de electrones a una muestra, monitorea los electrones impulsados por el impacto y traduce las señales resultantes en una imagen.
Muestra tu Oro
Krasnow hizo su pistola de electrones con un delgado alambre de tungsteno. Calienta el cable aplicando un voltaje, que libera nubes de electrones. Los electrones liberados avanzan a través de un delgado tubo de cobre hacia la muestra.
En sus pruebas iniciales, Krasnow tuvo problemas para apuntar el haz de electrones a la muestra. Finalmente, tomó un imán de refrigerador y lo movió alrededor de la cámara de vacío de vidrio que rodea el microscopio para ajustar la posición del haz. Cuando enfocó el haz en el lugar correcto, pegó el imán en su lugar.
El microscopio ahora ofrece un aumento de aproximadamente 50x, muy lejos de los SEMs comerciales de 1000x o más, pero los expertos en microscopios dicen que eso no disminuye el logro. El químico Robert Wolkow de la Universidad de Alberta lo llama » un logro maravilloso. Y William Beaty, un ingeniero de investigación y aficionado que también esperaba construir el primer SEM DIY, lo dice de manera más sencilla: «D’oh!»
Bajo vidrio
Cómo funciona
Tiempo: 100 horas
Costo: 1 1,500
Pantalla
El SEM recibe su nombre porque el haz de electrones escanea la superficie de la muestra; la imagen resultante es básicamente un video de un fotograma sujeto. Para crear ese video, Krasnow compró un osciloscopio viejo. A medida que el haz se mueve a través de la superficie, las nubes de electrones emitidos por la muestra cambian, y el osciloscopio transforma estos datos físicos en una imagen de video. El problema con el osciloscopio es que Krasnow escanea la imagen en 1/15 de segundo para obtener una imagen, y los escaneos más rápidos dan como resultado imágenes de menor resolución. Planea digitalizar el sistema y reemplazar el osciloscopio con una computadora, lo que debería permitirle escanear lentamente y aumentar la ampliación del microscopio.
Refrigeración al vacío
Para mantener el haz delgado de electrones del microscopio, Krasnow tuvo que eliminar cualquier interferencia, por lo que alojó todo el dispositivo en un gran frasco de vidrio que tenía por ahí. Usó dos bombas separadas para crear un vacío dentro del frasco. Una de las dos tiene tendencia a sobrecalentarse, por lo que una bomba de acuario envía el refrigerante del motor más allá de la bomba de sobrecalentamiento, extrayendo el calor y haciendo circular el fluido a través de un acondicionador de aire de ventana reutilizado, donde se enfría antes de repetir el viaje.
Estilo retro
El osciloscopio y dos de las fuentes de alimentación parecen haber sido recuperados de una misión espacial de la década de 1960. A Krasnow le gustaba la estética, por lo que encerró las fuentes de alimentación en un bastidor de colores similares, dispuso los otros componentes por encima de ellos, compró placas frontales grises en blanco, perforó los orificios necesarios y montó interruptores de palanca cromados, luces indicadoras rojas, perillas y medidores que coincidían con el estilo.