Ben Krasnow zbudował swoją część dziwnych urządzeń, w tym generator ciekłego azotu z klimatyzatora i „gaśnicę pragnienia”, gaśnicę klasy handlowej, która chłodzi, węgluje i dozuje domowe piwo. Teraz, nie mając innego powodu niż chęć podjęcia prawdziwego wyzwania, 28-letni inżynier wybrał najtrudniejszy projekt DIY, jaki mógł sobie wyobrazić: domowy skaningowy mikroskop elektronowy lub SEM. „Chciałem sprawdzić, czy jest to możliwe”, mówi.

laboratoria naukowe zapłacą w górę $250,000 za wysokiej klasy SEM, a o ile Krasnow mógł znaleźć, nikt nigdy nie zbudował takiego, więc musiał improwizować. Najpierw spędził kilka tygodni ucząc się skomplikowanej fizyki za instrumentem. Następnie trollował na eBayu po tanie komponenty, sortował w swoim sklepie domowym źródła zasilania, które mogą działać, a następnie zbudował to, czego nie mógł znaleźć.

typowy SEM wystrzeliwuje cienki strumień elektronów w próbce, monitoruje elektrony wyrzucone przez uderzenie i przekłada uzyskane sygnały na obraz.

Krasnow wykonał swój pistolet elektronowy z cienkiego drutu wolframowego. Podgrzewa przewód, stosując napięcie, które uwalnia chmury elektronów. Uwolnione elektrony poruszają się przez cienką rurę miedzianą w kierunku próbki.

w swoich początkowych testach Krasnow miał problemy z skierowaniem wiązki elektronów na próbkę. W końcu wziął magnes na lodówkę i przesunął go na zewnątrz szklanej komory próżniowej, która otacza mikroskop, aby dostosować położenie wiązki. Kiedy skupił wiązkę we właściwym miejscu, przykleił magnes na miejscu.

mikroskop zapewnia teraz powiększenie 50x, dalekie od komercyjnego 1000x lub więcej, ale eksperci od mikroskopu twierdzą, że nie zmniejsza to osiągnięć. Chemik Robert Wolkow z University of Alberta nazywa to ” wspaniałym osiągnięciem.”A William Beaty, inżynier badawczy i hobbysta, który miał również nadzieję na zbudowanie pierwszego SEM DIY, ujmuje to prościej:” d ’ Oh!”

Jak to działa

Czas: 100 godzin
koszt: $1,500

Wyświetlacz

SEM otrzymuje swoją nazwę, ponieważ wiązka elektronów skanuje powierzchnię próbki; powstały obraz jest zasadniczo filmem martwego obrazu.obiekt. Aby stworzyć ten film, Krasnow kupił stary oscyloskop. Gdy wiązka porusza się po powierzchni, chmury elektronów emitowanych z próbki zmieniają się, a oscyloskop przekształca te dane fizyczne w obraz wideo. Haczyk z oscyloskopem polega na tym, że Krasnow skanuje obraz w 1/15 sekundy, aby uzyskać obraz, a szybsze skanowanie powoduje obrazy o niższej rozdzielczości. Planuje zdigitalizować system i zastąpić oscyloskop komputerem, co powinno pozwolić mu na powolne skanowanie i zwiększenie powiększenia mikroskopu.

chłodzenie próżniowe

aby utrzymać cienką wiązkę elektronów mikroskopu, Krasnow musiał wyeliminować wszelkie zakłócenia, więc umieścił całe urządzenie w dużym szklanym słoiku z dzwonkami, który leżał wokół. Użył dwóch oddzielnych pomp do wytworzenia próżni wewnątrz słoika. Jeden z dwóch ma tendencję do przegrzewania się, więc pompa akwariowa wysyła chłodziwo silnika przez pompę przegrzania, wyciągając ciepło i cykle płynu przez przerobiony klimatyzator okienny, gdzie jest chłodzony przed powtórzeniem podróży.

Styl Retro

oscyloskop i dwa zasilacze wyglądają tak, jakby mogły zostać uratowane z misji kosmicznej z lat 60. Krasnow lubił estetykę, więc zamknął zasilacze w podobnej kolorowej szafie, rozmieścił inne elementy nad nimi, kupił puste szare płyty czołowe, wywiercił niezbędne otwory i zamontował chromowane przełączniki, czerwone kontrolki, pokrętła i wskaźniki, które pasowały do stylu.