Chế tạo kính hiển vi siêu rẻ chỉ bằng LEGO và iPhone 5

Các nhà nghiên cứu Đức đã tìm ra cách để biến điện thoại cũ thành kính hiển vi giá "học sinh". Chỉ cần vài mẩu LEGO, camera iPhone 5, đèn LED và smartphone là đã có thể tự chế tạo kính hiển vi cho riêng mình.

Các nhà nghiên cứu Bart E. Vos, Emil Betz Blesa, Timo Betz từ Đại học Georg August Göttingen và Đại học Munster của Đức, đã cùng bắt tay chế tạo một kính hiển vi có độ phân giải cao mà không quá đắt. Bởi kính hiển vi đồ chơi hiệu suất rất thấp còn thiết bị chuyên dụng lại quá tốn kém, không phải ai cũng đủ khả năng để sở hữu.

Nhóm nghiên cứu cho biết: "Mục đích của chúng tôi là ra mắt mẫu kính hiển vi cho mỗi cá nhân trong lớp học, vừa là một công cụ khoa học để tiếp cận thế giới vi mô vừa là một hướng tiếp cận thú vị mà chính xác để các em hiểu các nguyên tắc cơ bản của từng thành phần quang học trong kính hiển vi. Nhờ vào việc hiện thực hóa thiết kế kính bằng các mẩu LEGO, chúng tôi nhắm tới việc tạo ra mẫu kính hiển vi dạng mô-đun, giá rẻ và sáng tạo."

Thiết kế của kính hiển vi LEGO. (a,b) Ảnh và hình biểu diễn sơ đồ của kính hiển vi, (c) đèn LED chiếu sáng mẫu vật phía dưới, (d) hệ thống ren điều chỉnh tiêu điểm của kính hiển vi bằng cách di chuyển vật kính, (e) 2 vật kính chứa linh kiện thấu kính điện thoại tiêu cự 3,85 mm (trái) và một thấu kính thủy tinh có tiêu cự 26,5 mm (bên phải), (f) thấu kính thứ 2 bao gồm 2 thấu kính acrylic đặt trong giá đỡ bên dưới thị kính, (g) điện thoại được sử dụng như một máy ảnh bằng cách điều chỉnh thị kính (ảnh: Bart E. Vos, Emil Betz Blesa và Timo Betz)

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng mô-đun máy ảnh iPhone 5, một điện thoại thông minh và bộ vỏ ghép từ LEGO để làm kính. Mảnh LEGO chẳng phải là thứ hiếm lạ gì còn mô-đun camera iPhone 5 thì có giá rất rẻ. Các nhà khoa học đã mua linh kiện này chỉ với giá 5 USD. Không tính chiếc điện thoại thông minh, nhóm nghiên cứu đã chi tổng cộng khoảng 120 USD (hơn 2,7 triệu VND, trong đó 95 USD là tiền để mua miếng ghép LEGO) cho toàn bộ thành phần của kính. Còn một vài thành phần khác nhưng đây vẫn là giải pháp đơn giản mà không tốn kém. Hướng dẫn chi tiết bằng tiếng Anh được nhóm nghiên cứu đăng tải miễn phí trên trang Github.

Sơ đồ tổng quan về đường đi của ánh sáng trong kính hiển vi. Vật thể (được biểu thị bằng dấu mũi tên) tạo thành một hình ảnh trung gian ngược ở tiêu điểm của thấu kính thứ hai. Thấu kính thứ hai sau đó gửi ánh sáng chuẩn trực đến người quan sát (ảnh: Bart E. Vos, Emil Betz Blesa và Timo Betz)

Họ mong rằng rằng kính hiển vi LEGO sẽ giúp khoa học gần gũi hơn với trẻ em trên toàn thế giới. Cơ hội tìm hiểu về thế giới, cả những phần không thể nhìn thấy bằng mắt thường là thứ mà toàn bộ trẻ em nên nhận được. "Hiểu biết về khoa học rất quan trọng đối với quá trình phán đoán và mang lại nhiều lợi ích trong cuộc sống hàng ngày của trẻ đặc biệt là khi giải quyết vấn đề và sáng tạo", Giáo sư Timo Betz tại Đại học Göttingen cho biết.

"Tuy nhiên, chúng tôi nhận thấy rằng nhiều người, ngay cả các chính trị gia, đang cảm thấy bị bỏ lại hoặc không tìm được cơ hội rèn luyện tư duy khoa học và tuy duy phản biện. Do đó, chúng tôi muốn tìm cách để nuôi dưỡng sự tò mò tự nhiên, giúp mọi người nắm bắt các nguyên tắc cơ bản và nhìn thấy tiềm năng của khoa học."

Ví dụ về các thí nghiệm được thực hiện với kính hiển vi LEGO. (a)Hình ảnh của một tinh thể natri clorua. (b) Hình ảnh thời gian tua nhanh của sự sốc thẩm thấu trong tế bào hành tím. Sau khoảng 30 giây, người ta bơm dung dịch NaCl 1 M vào. Dẫn tới việc nước thoát khỏi tế bào, màng tế bào tách ra khỏi thành tế bào .Sau khoảng 5 phút, người ta lại bơm nước cất vào, rửa sạch dung dịch NaCl 1 M, các ô tế bào lại trở lại thể tích ban đầu. (c) Hình ảnh thời gian tua nhanh của tôm Artemia trong nước. (d) Hình ảnh tua nhanh của chuyển động của 2 bọ chét trong nước. Các thanh tỷ lệ trong bảng a,b và d là 100 μm (ảnh: Bart E. Vos, Emil Betz Blesa và Timo Betz)

Bên cạnh việc chia sẻ miễn phí hướng dẫn chế tạo kính, nhóm nghiên cứu còn đăng tải một báo cáo khoa học về dự án này.

Trung ND (theo DPReview)