Профессор Тимо Бец-биофизик из Геттингенского университета в Германии. Его имя встречается в широко цитируемых научных работах с серьезными названиями, такими как ретракция ветвей нейрита, вызванная механическим воздействием, зависящим от порога, и внешними силами, контролирующими положение митотического шпинделя. Так почему же его микроскоп сделан из Лего?
Простой ответ: потому что это не для него. Это для тех, кто хочет его построить.
“Если у вас есть детали и если вы хорошо разбираетесь в сборке Lego, это можно сделать за 30 минут”, - сказал Бетц в интервью Digital Trends. “Если вы немного новичок, я думаю, что один час вполне разумен. Есть некоторые сложные моменты, когда дело доходит до той части, где нам нужно настроить фокус. В этом режиме качества нам нужно переместить линзу на долю диаметра волоса. Этого трудно достичь с помощью Lego, но червячный привод может справиться с этой задачей. Однако для этого требуется некоторое терпение. Тем не менее, у меня [есть] ощущение, что дети могли бы сделать это лучше, чем взрослые”.
Микроскопия имеет решающее значение для многих научных и медицинских дисциплин. Но не у всех есть доступ к этой технологии. Цель проекта Бетца, выполненного исследователями из Геттингенского и Мюнстерского университетов, состояла в том, чтобы создать микроскоп с высоким разрешением из ничего более специализированного, чем несколько детских пластиковых строительных кирпичей и деталей от мобильного телефона. Создавая это, дети (и, честно говоря, многие взрослые) могут улучшить свое понимание того, как работает микроскоп.
“[Мой сын Эмиль и я] в основном сидели вместе и играли в Lego в выходные", - продолжила Бетц. “Я согласился подготовить лекцию для школьников с целью познакомить их с моей работой в лаборатории — биофизикой, с акцентом на клеточную механику, — поэтому я спросил его, что, по его мнению, интересно для детей его возраста. Он сказал мне, что ему очень нравятся микроскопы, которые есть у нас в лаборатории, и вдруг возникла идея создать микроскоп из конструктора Lego. Моей первой реакцией было то, что это слишком сложно из-за точных движений и всех деталей, которые не являются Lego. Но он выдвинул ряд замечательных идей о том, как преодолеть трудности, которые я ему объяснил”.
Удивительно хорошее качество
Единственные части микроскопа, которые не сделаны из Лего, - это оптика, которая изготовлена из линз, используемых в современных камерах смартфонов, стоимостью всего несколько долларов каждая.
“После уничтожения сменного модуля камеры, чтобы добраться до объектива, я был очень удивлен”,-сказал Бец. “Я смог увидеть детали на фиксированных клетках, которые я привык видеть только в высококлассных микроскопах, которые мы используем в лаборатории, и это с помощью объектива за четыре евро (4,70 доллара США). Причина такого высокого качества заключается в том, что объективы камер в смартфонах должны иметь плоский модуль. Это приводит к довольно высоким числовым апертурам — около 0,5 в используемом объективе — и это, в свою очередь, диктует разрешение. Кроме того, линзы уже являются компенсацией сферической и хроматической аберрации, что как раз то, что нам нужно. Я был действительно впечатлен качеством этих пластиковых линз”.
Как уже отмечалось, Бетц тоже не держит свой микроскоп при себе. Инструкции по его созданию доступны на Github на английском, немецком, голландском и испанском языках. Статья, описывающая эту работу, также недавно была опубликована в журнале "Биофизик 2021". (Эмиль Бетц Блеса, которому было восемь лет, когда проект начался, и 10 сейчас, даже получает свой первый кредит в качестве соавтора.)