Ben Krasnow a construit sa part d’engins étranges, y compris un générateur d’azote liquide fabriqué à partir d’un climatiseur, et l ‘ »extincteur de soif », un extincteur de qualité commerciale qui refroidit, carbonate et distribue sa bière maison. Maintenant, sans autre raison que de vouloir un vrai défi, l’ingénieur de 28 ans a choisi le projet de bricolage le plus difficile qu’il puisse imaginer: un microscope électronique à balayage fait maison, ou SEM.  » Je voulais voir si c’était possible « , dit-il.

Les laboratoires scientifiques paieront jusqu’à 250 000 $ pour un SEM haut de gamme, et pour autant que Krasnow ait pu trouver, aucun individu n’en avait jamais construit un, il a donc dû improviser. Il a d’abord passé quelques semaines à apprendre lui-même la physique complexe derrière l’instrument. Ensuite, il a traqué eBay pour des composants bon marché, a trié dans son magasin pour trouver des sources d’énergie qui pourraient fonctionner, puis a construit ce qu’il ne pouvait pas trouver.

Un SEM typique tire un mince flux d’électrons sur un échantillon, surveille les électrons déclenchés par l’impact et traduit les signaux résultants en une image.

Krasnow a fabriqué son canon à électrons à partir d’un mince fil de tungstène. Il réchauffe le fil en appliquant une tension qui libère des nuages d’électrons. Les électrons libérés accélèrent à travers un mince tuyau de cuivre vers l’échantillon.

Lors de ses premiers tests, Krasnow a eu du mal à diriger le faisceau d’électrons sur l’échantillon. Finalement, il a pris un aimant de réfrigérateur et l’a déplacé à l’extérieur de la chambre à vide en verre qui entoure le microscope pour ajuster la position du faisceau. Quand il a focalisé le faisceau au bon endroit, il a scotché l’aimant en place.

Le microscope offre maintenant un grossissement d’environ 50x, bien loin des 1 000 x ou plus de SEMs commerciaux, mais les experts en microscope disent que cela ne diminue pas l’accomplissement. Le chimiste Robert Wolkow, de l’Université de l’Alberta, l’appelle  » une réalisation merveilleuse. » Et William Beaty, ingénieur de recherche et amateur qui avait également espéré construire la première SEM DIY, le dit plus simplement :  » D’oh! »

Comment Cela fonctionne

Durée: 100 heures
Coût: 1 500 $

Affichage

Le SEM tire son nom du fait que le faisceau d’électrons balaye la surface de l’échantillon; l’image résultante est essentiellement une vidéo d’une image fixe sujet. Pour créer cette vidéo, Krasnow a acheté un vieil oscilloscope. Au fur et à mesure que le faisceau se déplace à travers la surface, les nuages d’électrons émis par l’échantillon changent et l’oscilloscope transforme ces données physiques en une image vidéo. Le hic avec l’oscilloscope est que Krasnow scanne l’image en 1/15 de seconde pour obtenir une image, et des scans plus rapides donnent des images à faible résolution. Il envisage de numériser le système et de remplacer l’oscilloscope par un ordinateur, ce qui devrait lui permettre de scanner lentement et d’augmenter le grossissement du microscope.

Refroidissement sous vide

Pour maintenir le mince faisceau d’électrons du microscope, Krasnow a dû éliminer toute interférence, alors il a logé l’ensemble de l’appareil dans une grande cloche en verre qu’il avait traînée. Il a utilisé deux pompes séparées pour créer un vide à l’intérieur du pot. L’un des deux a tendance à surchauffer, de sorte qu’une pompe d’aquarium envoie le liquide de refroidissement du moteur au-delà de la pompe en surchauffe, évacuant la chaleur, et fait passer le fluide à travers un climatiseur de fenêtre réutilisé, où il est refroidi avant de répéter le voyage.

Style rétro

L’oscilloscope et deux des alimentations semblent avoir pu être récupérés lors d’une mission spatiale des années 1960. Krasnow aimait l’esthétique, alors il a enfermé les alimentations dans un rack de couleur similaire, a disposé les autres composants au-dessus d’eux, a acheté des plaques avant grises vierges, a percé les trous nécessaires et a monté des interrupteurs à bascule chromés, des voyants rouges, des boutons et des jauges qui correspondaient au style.