دانشمندان آلمانی با قطعات لِگو یک میکروسکوپ وضوح بالا دانش‌آموزی ساختند

براساس مقاله‌ای که در نشریه The Biophysicist منتشر شده است؛ دانشمندان آلمانی موفق شدند یک میکروسکوپ با وضوح بالا از قطعات لِگو و اجزای مجزا شده از اسمارت‌فون‌ها بسازند.

این پروژه با هدف استفاده از سخت‌افزارهای ارزان مصرفی در محیط و نرم‌افزارهای منبع‌باز برای ساخت ابزارهای علمی ارزان‌قیمت است؛ ابزارهای DIY برای محیط‌های آموزشی و استفاده میدانی در کشورهای در حال توسعه!

دانش‌آموزان می‌توانند این پروژه را در خانه به راحتی انجام دهند و ضمن آشنایی با نحوه ساخت و کار میکروسکوپ، چندین آزمایش در خانه با آن انجام دهند.

بهترین ابزار میکروسکوپ DIY شناخته‌ شده ارزان‌قیمت تا به امروز Foldscope است. یک میکروسکوپ نوری که به راحتی با یک لنز و ورق کاغذ ساخته می‌شود. این کیت شامل یک آهن‌ربا است تا کاربران بتوانند گوشی هوشمند خود را به Foldscope بچسبانند و از نمونه‌ها، عکس‌های بزرگی بگیرند.

اما ثابت شده است که قطعات لِگو یک منبع مفید برای اجزای مقرون به صرفه ابزارهای DIY است. در سال ۲۰۱۴، یک تیم بین‌المللی از دانشجویان با استفاده از قطعات لگو، یک میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) ساختند. برخلاف میکروسکوپ‌های معمولی، کاربران با چشم می‌توانستند یک نمونه را مشاهده کنند و بیشتر شبیه به یک میکروسکوپ مدرسه‌ای بود ولی هزینه آن بسیار بالا و نزدیک به ۴۰۰ دلار است.

اکنون، «تیمو بتز» و همکارانش در دانشگاه گوتینگن سعی کردند با استفاده از تجربیات گذشته پیرامون ساخت میکروسکوپ‌های ارزان‌قیمت و DIY دانش‌آموزی و دانشجویان و همین‌طور الهام‌گیری از میکروسکوپ لگویی به نام LegoScope، یک میکروسکوپ ارزان قیمت جدید بسازند. میکروسکوپ LegoScope هنوز به چاپ سه بعدی وابسته بود ولی میکروسکوپ ساخت دانشمندان آلمانی دیگر نیازی به هیچ کامپیوتر یا قطعه چاپ سه بعدی ندارد.

تمام قطعات این میکروسکوپ جدید از جنس لگو و قطعات موجود در بازار هستند؛ به جز دو قطعه لنز نوری که یکی برای بزرگ‌نمایی زیاد و دیگری برای بزرگ‌نمایی کم استفاده شدند.

«بتز» و همکارانش دریافتند لنزهای دوربین گوشی‌های هوشمند امروزی، به اندازه کافی از کیفیت بالایی برخوردار هستند که به آن‌ها در جداسازی و حل سلول‌های مختلف کمک کنند و به طور معمول قیمت آن‌ها کمتر از ۵ دلار است.

آن‌ها برای بزرگ‌نمایی زیاد از ماژول‌های لنزهای پلاستیکی جایگزین دوربین آیفون ۵ استفاده کردند. سازندگان این میکروسکوپ، پس از اینکه لنزها را با دقت از تراشه جدا کردند؛ با استفاده از نوار و پوشش‌های شیشه‌ای به قطعات لگو وصل کردند.

در این میکروسکوپ از یک لنز شیشه‌ای برای هدف بزرگ‌نمایی کم استفاده شده است و با یک نگهدارنده به همان قطعه لگو دارای لنز بزرگ‌نمایی زیاد وصل می‌شود. کاربر با یک پیچ دنده‌ای لگو می‌تواند فاصله کانونی میان این دو لنز را تغییر دهد تا نمونه زیر میکروسکوپ را کوچک و بزرگ کنند.

این میکروسکوپ بسیار ارزان قیمت بوده و کاملا توسط دانش‌آموزان رده‌های متوسطه قابل ساخت است. دانشمندان آلمانی برای این میکروسکوپ چندین آزمایش کوچک تجربی نیز طراحی کردند تا دانش‌آموزان بتوانند کاملا با عملکرد میکروسکوپ‌ها آشنا شوند.

تمام برنامه‌ها و دستورالعمل‌های این میکروسکوپ از جمله آموزش‌های گام به گام به صورت انگلیسی، آلمانی، هلندی و اسپانیایی ارائه شده و تیم سازنده امیدوار است این میکروسکوپ ماژولار در کلاس‌های درس و خانه‌های سراسر جهان برای تحریک و الهام‌بخشی به کودکان درباره علوم ساخته و استفاده شود.