Ben Krasnow heeft zijn aandeel van vreemde apparaten, waaronder een vloeibare stikstof generator gemaakt van een airconditioner, en de “dorst blusser,” een commerciële brandblusser die koelt, carbonaten, en geeft zijn zelfgemaakte bier. Om geen andere reden dan een echte uitdaging, koos de 28-jarige ingenieur het moeilijkste Doe-het-zelf-project dat hij zich kon voorstellen: een zelfgemaakte scanning-elektronenmicroscoop, of SEM. “Ik wilde zien of het mogelijk was”, zegt hij.Scientific labs zullen meer dan $250.000 betalen voor een high-end SEM, en voor zover Krasnow kon vinden, had geen enkel individu er ooit een gebouwd, dus moest hij improviseren. Hij bracht eerst een paar weken door met het onderwijzen van de complexe fysica achter het instrument. Vervolgens trolled hij eBay voor goedkope componenten, sorteerde door zijn winkel voor stroombronnen die zouden kunnen werken, en bouwde dan wat hij niet kon vinden.

een typische SEM vuurt een dunne stroom elektronen af op een monster, monitort de elektronen die door de inslag omhoog worden geschopt en vertaalt de resulterende signalen in een beeld.

Krasnow maakte zijn elektronenkanon uit een dunne wolfraamdraad. Hij verwarmt de draad door het toepassen van een spanning, die wolken van elektronen vrijmaakt. De vrijgekomen elektronen versnellen door een dunne koperen pijp naar het monster.In zijn eerste testen had Krasnow moeite om de elektronenbundel op het monster te richten. Uiteindelijk nam hij een koelkastmagneet en bewoog deze rond de buitenkant van de glazen vacuümkamer die de microscoop omringt om de positie van de bundel aan te passen. Toen hij de balk op de juiste plaats gefocust kreeg, plakte hij de magneet op zijn plaats.

de microscoop levert nu ongeveer 50x vergroting, verre van de 1000 x of meer van commerciële SEMs, maar microscoopexperts zeggen dat dit de prestatie niet vermindert. Chemicus Robert Wolkow van de Universiteit van Alberta noemt het ” een prachtige prestatie.”En William Beaty, een research engineer en hobbyist die ook had gehoopt om de eerste DIY SEM te bouwen, stelt het eenvoudiger:” D ‘ Oh!”

Hoe Het Werkt

Tijd: 100 uur
Kosten: $1,500

Display

De SEM dankt zijn naam omdat de electronenbundel de oppervlakte van het monster; het resulterende beeld is in feite een video van een stilstaand onderwerp. Om die video te maken, kocht Krasnow een oude oscilloscoop. Als de bundel over het oppervlak beweegt, veranderen de wolken van elektronen die door het monster worden uitgezonden, en de oscilloscoop transformeert deze fysieke gegevens in een videobeeld. De vangst met de oscilloscoop is dat Krasnow het beeld in 1/15 van een seconde scant om een beeld te krijgen, en snellere scans resulteren in beelden met een lagere resolutie. Hij is van plan om het systeem te digitaliseren en de oscilloscoop te vervangen door een computer, die hem in staat moet stellen om langzaam te scannen en de vergroting van de microscoop te vergroten.

vacuümkoeling

om de dunne elektronenbundel van de microscoop in stand te houden, moest Krasnow alle interferentie elimineren, zodat hij het hele apparaat in een grote glazen klokkenglas verborg die hij had liggen. Hij gebruikte twee afzonderlijke pompen om een vacuüm te creëren in de pot. Een van de twee heeft de neiging om oververhit te raken, dus een aquariumpomp stuurt motorkoelmiddel langs de oververhittingspomp, het trekken van de warmte, en cycli de vloeistof door een hergebruikt raam-unit airconditioner, waar het wordt afgekoeld voor het herhalen van de reis.

retrostijl

de oscilloscoop en twee van de voedingen lijken te zijn gered van een ruimtemissie uit de jaren zestig. Krasnow hield van de esthetiek, dus sloot hij de voedingen in een soortgelijk gekleurde rack, rangschikte de andere componenten boven hen, kocht lege grijze faceplates, boorde de nodige gaten, en gemonteerd chromen tuimelschakelaars, rode indicatorlampen, knoppen en meters die bij de stijl paste.