Ben Krasnow har bygget sin andel av merkelige innretninger, inkludert en flytende nitrogengenerator laget av et klimaanlegg, og «tørstslukningsapparat», en brannslukningsapparat av kommersiell kvalitet som avkjøler, karbonater og dispenserer sin hjemmelagde øl. Nå, uten annen grunn enn å ha en ekte utfordring, valgte den 28 år gamle ingeniøren det tøffeste DIY-prosjektet han kunne forestille seg: et hjemmelaget skanningelektronmikroskop eller SEM. «Jeg ville se om det var mulig,» sier han.

Vitenskapelige laboratorier vil betale oppover på $250.000 for en high-end SEM, og så langt Krasnow kunne finne, hadde Ingen person noen gang bygget en, så han måtte improvisere. Han brukte først noen uker på å lære seg den komplekse fysikken bak instrumentet. Deretter trollet han eBay for billige komponenter, sortert gjennom sin hjemmebutikk for strømkilder som kan fungere, og deretter bygget det han ikke kunne finne.

en typisk SEM brenner en tynn strøm av elektroner på en prøve, overvåker elektronene sparket opp av virkningen, og oversetter de resulterende signalene til et bilde.

Krasnow gjorde sin elektron pistol ut av en tynn wolfram wire. Han oppvarmer ledningen ved å bruke en spenning som frigjør skyer av elektroner. De frigjorte elektronene går gjennom et tynt kobberrør mot prøven.

I Sine første tester Hadde Krasnow problemer med å sikte elektronstrålen på prøven. Til slutt tok han en kjøleskapsmagnet og flyttet den rundt utsiden av glassvakuumkammeret som omgir mikroskopet for å justere strålens posisjon. Da han fikk strålen fokusert på rett sted, teipet han magneten på plass.

mikroskopet leverer nå om 50x forstørrelse, langt fra kommersielle SEMs ‘ 1000 x eller mer, men mikroskop eksperter sier at ikke minske prestasjon. Kjemiker Robert Wolkow Ved University Of Alberta kaller det » en fantastisk prestasjon.»Og William Beaty, en forskningsingeniør og hobbyist som også hadde håpet å bygge den første DIY SEM, sier det enklere:» D ‘ oh!»

Hvordan Det Fungerer

Tid: 100 timer
Kostnad: $1,500

Skjerm

SEM får navnet sitt fordi elektronstrålen skanner overflaten av prøven; det resulterende bildet er i utgangspunktet en video av et stillbilde.Emne. For å lage den videoen kjøpte Krasnow et gammelt oscilloskop. Når strålen beveger seg over overflaten, endres skyene av elektroner som sendes ut fra prøven, og oscilloskopet forvandler disse fysiske dataene til et videobilde. Fangsten med oscilloskopet er At Krasnow skanner bildet i 1/15 av et sekund for å få et bilde, og raskere skanninger resulterer i bilder med lavere oppløsning. Han planlegger å digitalisere systemet og erstatte oscilloskopet med en datamaskin, som skal tillate ham å skanne sakte og øke mikroskopets forstørrelse.

Vakuumkjøling

For å opprettholde mikroskopets tynne stråle av elektroner måtte Krasnow eliminere forstyrrelser, så Han huset hele enheten i en stor glassklokke som Han hadde ligget rundt. Han brukte to separate pumper for å skape et vakuum inne i krukken. En av de to har en tendens til å overopphetes, slik at et akvarium pumpe sender kjølevæske forbi overoppheting pumpen, tegning ut varmen, og sykluser væsken gjennom en repurposed vindu-enhet klimaanlegget, hvor det er avkjølt før gjenta turen.

Retro Stil

oscilloskopet og to av strømforsyningene ser ut som om de kunne ha blitt reddet fra et romoppdrag på 1960-tallet. Krasnow likte det estetiske, så han vedlagt strømforsyningene i et lignende farget rack, ordnet de andre komponentene over dem, kjøpte tomme grå frontplater, boret de nødvendige hullene og monterte krombrytere, røde indikatorlamper, knapper og målere som matchet stilen.