Ben Krasnow on rakentanut osansa oudoista laitteista, kuten ilmastointilaitteesta valmistetusta nestetyppigeneraattorista ja ”janosammuttimesta”, kaupallisen luokan palosammuttimesta, joka jäähdyttää, karbonoi ja annostelee kotitekoista oluttaan. Nyt 28-vuotias insinööri valitsi vain todellisen haasteen toivossa kovimman mahdollisen DIY-projektin: kotitekoisen pyyhkäisyelektronimikroskoopin eli SEM: n. ”Halusin nähdä, onko se mahdollista”, hän sanoo.

tieteelliset laboratoriot maksavat kalliista SEM: stä yli 250 000 dollaria, ja Krasnow ’ n mukaan kukaan ei ollut koskaan rakentanut sellaista, joten hänen täytyi improvisoida. Hän vietti ensin muutaman viikon opettaen itselleen laitteen takana olevaa monimutkaista fysiikkaa. Seuraavaksi hän trollasi eBayssa halpoja komponentteja, lajitteli kodin liikkeestä voimanlähteitä, jotka voisivat toimia, ja rakensi sitten mitä hän ei löytänyt.

tyypillinen SEM ampuu ohuen elektronivirran näytettä kohti, tarkkailee törmäyksen potkimia elektroneja ja kääntää tuloksena olevat signaalit kuvaksi.

Krasnow teki elektronitykkinsä ohuesta volframilangasta. Hän lämmittää johtoa jännitteellä, joka vapauttaa pilviä elektroneja. Vapautuneet elektronit kiitävät ohuen kupariputken läpi kohti näytettä.

ensimmäisissä kokeissaan Krasnowilla oli vaikeuksia suunnata elektronisuihku näytteeseen. Lopulta hän otti jääkaappimagneetin ja siirsi sen mikroskooppia ympäröivän lasisen tyhjiökammion ulkopuolelle säätääkseen säteen asentoa. Kun hän sai säteen kohdistettua oikeaan paikkaan, hän teippasi magneetin paikalleen.

mikroskoopilla saadaan nyt aikaan noin 50-kertainen suurennos, mikä on kaukana kaupallisten Seemien 1000-kertaisesta tai suuremmasta, mutta mikroskoopin asiantuntijoiden mukaan se ei vähennä saavutusta. Kemisti Robert Wolkow Albertan yliopistosta sanoo sitä ” suurenmoiseksi saavutukseksi.”Ja William Beaty, tutkimusinsinööri ja harrastaja, joka oli myös toivonut rakentavansa ensimmäisen DIY-Semin, ilmaisee asian yksinkertaisemmin:” D ’ oh!”

miten se toimii

aika: 100 tuntia
kustannukset: $1,500

näyttö

SEM saa nimensä, koska elektronisuihku skannaa näytteen pinnan; tuloksena oleva kuva on pohjimmiltaan video kohde. Videon luomiseksi Krasnow osti vanhan oskilloskoopin. Kun säde liikkuu pinnan yli, näytteestä vapautuvien elektronien pilvet muuttuvat, ja oskilloskooppi muuntaa tämän fysikaalisen tiedon videokuvaksi. Oskilloskoopin juju on siinä, että Krasnow skannaa kuvan 1/15 sekunnissa saadakseen kuvan, ja nopeammat skannaukset johtavat pienempiresoluutioisiin kuviin. Hän aikoo digitoida järjestelmän ja korvata oskilloskoopin tietokoneella, jonka avulla hän voisi skannata hitaasti ja lisätä mikroskoopin suurennusta.

Tyhjiöjäähdytys

pitääkseen yllä mikroskoopin ohutta elektronisuihkua Krasnowin oli eliminoitava kaikki häiriöt, joten hän säilytti koko laitetta suuressa lasikellopurkissa, joka hänellä oli lojumassa. Hän käytti kahta erillistä pumppua luodakseen tyhjiön purkin sisälle. Toisella näistä on taipumus ylikuumentua, joten akvaariopumppu lähettää moottorin jäähdytysnesteen ylikuumenemispumpun ohi, vetää lämpöä ulos ja kierrättää nesteen uudelleenpinnoitetun ikkunayksikön Ilmastointilaitteen läpi, jossa se jäähdytetään ennen matkan toistamista.

retrotyyli

oskilloskooppi ja kaksi virtalähdettä näyttävät siltä kuin ne olisi voitu pelastaa 1960-luvun avaruuslennolta. Krasnow piti esteettisistä, joten hän sulki virtalähteet samanväriseen telineeseen, järjesti muut komponentit niiden yläpuolelle, osti tyhjiä harmaita etulevyjä, porasi tarvittavat reiät ja asennetut kromiset vipukytkimet, punaiset merkkivalot, nupit ja mittarit, jotka sopivat tyyliin.