南极熊3D打印网报道
澳大利亚国立大学(ANU)的研究者开发了一种新进程,可以制作价廉的晶体,每一片的成本还不到1美分。这种新方法使团队可以制作出3D打印的镜头附件,让你的智能手机变成可以检测皮肤病的显微镜。
很多一般的晶体都还是用牛顿使用的方法来制作——将一块圆面玻璃研磨和抛光到特定的曲线形状。而其他则是用更现代的方法来制作,例如使用凝胶状材料模具。但是这些方法都是昂贵而且复杂的。
透明液体的液滴可以弯曲光线。研究者决定利用这种现象来分析这样的液滴能达到晶体的几成效果。
液滴,烘烤,重复
“我所做的就是在重力的帮助下,系统地调整一颗简单的液滴形成的弯曲度,而不用任何模具”Dr Lee说。
这个过程需要一个烘箱、一个显微镜载玻片以及一种普通的凝胶状硅酮聚合物——聚二甲硅氧烷(PDMS)。首先他们要在载玻片上滴下小量的PDMS,然后将液滴放在70摄氏度的烘箱中,使它硬化,制作出一个基面。
然后他们向这个基面加入另一滴PDMS,并将载玻片翻转。重力会使新的液滴形成抛物线状,然后再次进行烘烤以巩固此时晶体的形状。之后还会加入更多的液滴来塑造晶体的形状,同时大大增加晶体的成像质量。
利用这种新方法,研究者就可以生产出几毫米厚的晶体,拥有160倍的放大能力和4微米的分辨率——比很多商业显微镜的光学分辨率要低2倍,成本的减少在3个数量级以上。
仅需2美元的3D打印显微镜
研究者特别地利用3D打印制作出一种镜头附件,可以将智能手机的镜头转变成一个Dermascope——一种可以诊断如黑素瘤的皮肤疾病。一般的显微镜需要花费500美元甚至更多,而这个手机版本的显微镜只需要2美元。
用在Nexus 4上的皮测显微镜原型,该原型用到了两颗20°角的LED、一颗手表电池、以及一个液滴镜头
人体组织样本的显微对比(左为1美分的PDMS透镜、右为300美元的显微镜镜头)
这个用3D打印机制作,专为农村地区和发展中国家设计的,新款Dermascope预期在几个月之内就可以推出去市场,Lee说。而一款类似的智能手机工具则可以帮助农民识别农田里的害虫。
这种晶体在实验室中可以作为可移植晶体使用,生物学家可以用来研究活体细胞。这些晶体还很适合业余爱好者作为移动显微镜分发给小孩子。“简单的光学也可以很强大。”Lee说。
据南极熊3D打印网了解,在美国光学协会(OSA)的开源期刊《Biomedical Optics Express(生物医学光学快报)》上发布的论文中提到了这种新技术。
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