Ben Krasnow ha costruito la sua parte di aggeggi dispari, tra cui un generatore di azoto liquido fatto da un condizionatore d’aria, e il “estintore sete,” un estintore di tipo commerciale che raffredda, carbonati, ed eroga la sua birra fatta in casa. Ora, per nessun altro motivo che desiderare una vera sfida, il 28-year-old ingegnere scelto il più duro progetto fai da te che potesse immaginare: un microscopio elettronico a scansione fatta in casa, o SEM. “Volevo vedere se era possibile”, dice.

Laboratori scientifici pagherà verso l’alto di $250.000 per un SEM di fascia alta, e per quanto Krasnow poteva trovare, nessun individuo aveva mai costruito uno, così ha dovuto improvvisare. In primo luogo ha trascorso un paio di settimane insegnando se stesso la fisica complessa dietro lo strumento. Successivamente ha trollato eBay per componenti economici, ordinato attraverso il suo negozio di casa per fonti di energia che potrebbero funzionare, e poi ha costruito ciò che non riusciva a trovare.

Un tipico SEM spara un sottile flusso di elettroni su un campione, monitora gli elettroni sollevati dall’impatto e traduce i segnali risultanti in un’immagine.

Krasnow ha fatto la sua pistola elettronica da un sottile filo di tungsteno. Riscalda il filo applicando una tensione, che rilascia nuvole di elettroni. Gli elettroni liberati velocità attraverso un tubo di rame sottile verso il campione.

Nei suoi test iniziali, Krasnow ha avuto problemi a puntare il fascio di elettroni sul campione. Alla fine prese un magnete da frigorifero e lo spostò all’esterno della camera a vuoto di vetro che circonda il microscopio per regolare la posizione del fascio. Quando ha ottenuto il raggio focalizzato nel posto giusto, ha registrato il magnete in posizione.

Il microscopio ora offre circa 50x ingrandimento, un grido lontano da commerciale SEMs ‘ 1.000 x o più, ma gli esperti microscopio dicono che non diminuisce la realizzazione. Il chimico Robert Wolkow dell’Università di Alberta lo definisce “un risultato meraviglioso.”E William Beaty, un ingegnere di ricerca e hobbista che aveva anche sperato di costruire il primo SEM fai da te, lo mette più semplicemente:” D’oh!”

Come Funziona

Durata: 100 ore
Costo: $1,500

Display

SEM prende il suo nome perché il fascio di elettroni scansiona la superficie del campione; l’immagine risultante è fondamentalmente un video di un soggetto fermo. Per creare quel video, Krasnow ha comprato un vecchio oscilloscopio. Mentre il raggio si muove sulla superficie, le nuvole di elettroni emessi dal campione cambiano e l’oscilloscopio trasforma questi dati fisici in un’immagine video. La cattura con l’oscilloscopio è che Krasnow esegue la scansione dell’immagine in 1/15 di secondo per ottenere un’immagine, e scansioni più veloci si traducono in immagini a bassa risoluzione. Ha in programma di digitalizzare il sistema e sostituire l’oscilloscopio con un computer, che dovrebbe permettergli di scansionare lentamente e aumentare l’ingrandimento del microscopio.

Raffreddamento a vuoto

Per mantenere il fascio sottile di elettroni del microscopio, Krasnow dovette eliminare qualsiasi interferenza, così ospitò l’intero dispositivo in una grande campana di vetro che aveva in giro. Ha usato due pompe separate per creare un vuoto all’interno del barattolo. Uno dei due ha la tendenza a surriscaldarsi, così una pompa acquario invia liquido di raffreddamento del motore oltre la pompa di surriscaldamento, tirando fuori il calore, e cicli il fluido attraverso un condizionatore d’aria finestra-unità riproposto, dove viene raffreddato prima di ripetere il viaggio.

Stile retrò

L’oscilloscopio e due alimentatori sembrano come se potessero essere stati recuperati da una missione spaziale degli anni ‘ 60. A Krasnow piaceva l’estetica, quindi racchiudeva gli alimentatori in un rack di colore simile, sistemava gli altri componenti sopra di loro, acquistava frontalini grigi vuoti, praticava i fori necessari e montava interruttori a levetta cromati, spie rosse, manopole e calibri che corrispondevano allo stile.