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Microscopie haute puissance dans la paume de votre main

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Une agrafe 3-D-printed et une perle en verre ont combiné avec un smartphone pour produire un microscope peu coûteux qui peut être utilisé n'importe quand, n'importe où.

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Ce smartphone dans votre main agit autant de choses ? un téléphone, un ordinateur, une calculatrice, des médias sociaux enabler et maintenant, grâce à l'impression à trois dimensions, ce peut également être un microscope haute puissance et de haute qualité. Les chercheurs au laboratoire national du nord-ouest Pacifique (PNNL) ont utilisé une imprimante à trois dimensions pour développer une manière lisse et peu coûteuse de tourner un téléphone portable ? appareil-photo de s dans un microscope, pour juste des penny sur le dollar.

? La conception n'est pas un nouveau concept ? dit Rebecca Erikson, créatrice et physicien appliqué à PNNL. ? Il est basé sur le premier microscope s'est jamais développé il y a plus de 400 ans par Anton van Leeuwenhoek. Que la conception a été établie pour être employée par l'oeil humain, notre version juste échange-t-il l'oeil avec l'appareil-photo dans un téléphone portable. ?

Le concept d'un microscope de téléphone portable n'est pas nouveau non plus ; d'autres groupes ont avec succès développé des versions alternatives, quoiqu'un peu plus encombrant, bas-actionné et beaucoup plus cher. La différence entre les ces et Erikson ? la version de s est le support 3-D-printed qui fournit une manière rapide de monter l'objectif de microscope au téléphone ? appareil-photo préexistant de s. Puis, une perle en verre, qui peut être achetée en ligne pour des penny, est insérée dans le support universel. Là trois différents ont-ils classé des perles sont-ils capables de produire trois gammes différentes de rapport optique ? une perle de 3 millimètres est employée pour la version 100x ; une perle de 1 millimètre est employée pour la version 350x ; et une perle de 0.3 millimètre est employée pour la version 1000x.

La partie la plus dure du processus entier enlève souvent la caisse originale de téléphone portable. Une fois que le cas est éteint, le microscope glisse-t-il bien au-dessus du smartphone ? appareil-photo intégré par s. Les chercheurs recommandent d'employer l'appareil-photo d'avant-revêtement pour commencer par depuis lui ? s plus facile de tenir l'échantillon, téléphone et de prendre une photo, mais l'appareil-photo d'en arrière-revêtement fonctionne aussi bien. Le support solidement étant accroché au téléphone, la perle en verre doit être alignée avec l'appareil-photo. Une fois qu'alignée, une image magnifiée remplit immédiatement écran. Il ? s qui facile.

La recherche de microscope de téléphone portable a au commencement commencé comme projet pour le service de la sécurité de patrie afin d'essayer de fournir une bio solution rapide de détection adaptée pour l'usage de champ. Le but était de créer un système élevé de rapport optique, mais l'adapte pour manipuler toutes les conditions des travaux sur le terrain, telles qu'être portatif, raboteux, peu coûteux et jetable.

? Nous avons interviewé les beaucoup de premiers répondeurs, laboratoires de santé publique et équipes civiles de soutien ? dit le biochimiste Cheryl Baird de PNNL. ? Ils nous ont indiqué que la première chose ils font quand un échantillon soupçonneux de poudre arrive au laboratoire est de la mettre sous le microscope. Un microscope peu coûteux, pourtant puissant dans le domaine pourrait être utilisé pour déterminer rapidement si le matériel est une menace ou un canular. Combinez le microscope avec les possibilités de image-partage d'un smartphone et est-ce que maintenant pratiquement n'importe qui peut évaluer un échantillon à la source et avoir un microbiologiste qualifié situé dans un laboratoire ailleurs pour interpréter les résultats dans des minutes. ?

La version du rapport optique 1000x fait juste cela pour les premiers répondeurs. Et au cas où l'échantillon s'avérerait être un matériel biologique toxique, ou le répondeur regarde une prise de sang, le microscope de slip-on peut être débarrassé et rapidement remplacé par une version non-souillée. Les chercheurs continuent à travailler dessus et augmenter la version 1000x pour la sécurité de patrie.

D'autres applications

Pendant que le projet évoluait au delà du point de sécurité de patrie, les chercheurs ont réalisé que plus les dispositifs de rapport optique qu'ils avaient inférieurs prototype pourraient être utiles pour d'autres applications, donnant naissance aux 100 et aux versions 350x populaires. Ces versions sont focalisées dessus ? entrer la science dans chacun ? mains de s ? dit Janine Hutchison, le collaborateur de projet et le microbiologiste à PNNL.

Pour faire cela, PNNL fait les caractéristiques de conception disponibles, gratuitement, au public ainsi à n'importe qui avec l'accès à un imprimeur à trois dimensions peut facilement faire leur propre modèle. Ceci s'appelle l'ouvrir-source, un modèle qui favorise l'accès universel par l'intermédiaire d'un permis libre à un produit ? conception ou modèle de s. En cinq dernières années, l'impression et l'ouvrir-source à trois dimensions sont devenues ainsi se sont enlacées qu'il ? s souvent dur pour dire où on finit et l'autre commence. Les concepts alimentent outre de l'un l'autre et conduisent finalement l'intérêt et la popularité dans les deux technologies.

? l'Ouvrir-source est une chose merveilleuse pour l'impression à trois dimensions parce qu'elle obtient des personnes pensant et essayant de nouvelles choses ? dit Hutchison. ? Il ? grande manière de SA de partager la connaissance, des idées et des conceptions, telles que prendre quelque chose aussi simple comme agrafe avec une perle en verre, et la donner probablement à chaque enfant en Amérique. Si vous donnez un enfant qui n'a jamais été autour de la science un microscope, ne savez-vous jamais cela peut susciter leur imagination. ?

Les chercheurs ont déjà eu beaucoup d'essai de programmes de TIGE, copie d'utiliser-et finalement les microscopes. Les secteurs scolaires ont souvent une difficulté fournir assez de microscopes pour des étudiants, faisant à ces versions une solution de rechange bien plus attrayante et viable.

Les microscopes de téléphone portable ont également trouvé une maison à un autre service de PNNL, les opérations marines de recherches de Sequim (MRO). Le laboratoire de sciences marines au MRO de Sequim est commis à préserver et à protéger l'environnement côtier et marin par la recherche avancée. En tant qu'élément de cet engagement, elles fonctionnent avec NOAA ? association de coopérative de s SoundToxins. Le programme de contrôle de SoundToxins vise à fournir l'avertissement suffisant des événements d'algues nocifs de la fleur (HAB) pour permettre la moisson tôt ou sélective des fruits de mer, réduisant au minimum des risques à la santé des personnes et ramenant de ce fait des pertes économiques à la pêche de bruit de Puget. Pour faire ceci, les volontaires doivent rassembler des échantillons d'eau de mer par semaine à 31 emplacements différents dans tout le bruit de Puget.

C'est où les microscopes de téléphone portable sont utiles. Maintenant, quand les volontaires sortent pour rassembler des échantillons, ils peuvent prendre des photos des fleurs de phytoplancton le long de leur itinéraire. Ces images peuvent être immédiatement renvoyées au laboratoire de MRO de Sequim, et les volontaires peuvent continuer avec la mesure et l'identification change dans le secteur marin. La science de citoyen à son meilleur.

? Il ? s tout au sujet de la joie de la découverte ? conclut Hutchison.

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