Trong một bước đột phá quan trọng về thiết bị khoa học giá rẻ, các nhà nghiên cứu đã phát triển một kính hiển vi hoàn chỉnh sử dụng công nghệ in 3D với chi phí thấp hơn nhiều so với truyền thống. Sự đổi mới này đại diện cho một bước tiến lớn trong việc phổ cập các công cụ khoa học tiên tiến, đặc biệt là cho các tổ chức có nguồn lực hạn chế và các địa điểm xa xôi.
 |
|---|
| Các nhà nghiên cứu trong môi trường phòng thí nghiệm đang làm việc với thiết bị khoa học tiên tiến, nổi bật là bước đột phá trong việc tiếp cận kính hiển vi |
Thiết kế tiết kiệm chi phí đột phá
Nhóm nghiên cứu tại Đại học Strathclyde ở Glasgow đã thành công trong việc tạo ra một kính hiển vi sử dụng công nghệ in 3D với chi phí chỉ 50 bảng Anh (khoảng 1,4 triệu đồng). Cách tiếp cận mang tính cách mạng này giảm đáng kể rào cản về chi phí để tiếp cận thiết bị kính hiển vi chuyên nghiệp, vốn thường đòi hỏi khoản đầu tư hàng trăm hoặc hàng nghìn đô la. Thiết bị này tích hợp thiết kế mã nguồn mở của OpenFlexure và sử dụng Raspberry Pi để điều khiển hệ thống.
Chi phí chi tiết:
- Tổng chi phí: 50 GBP (tương đương 60 USD)
- Thời gian lắp ráp: Dưới 3 giờ
- Trọng lượng: 3 kg (6,6 lbs)
Công nghệ thấu kính sáng tạo
Đột phá quan trọng nhất nằm ở việc phát triển thấu kính nhựa trong suốt in 3D. Những thấu kính này được sản xuất bằng máy in 3D Mars 3 Pro với nhựa trong suốt quang trùng hợp, có thông số kỹ thuật tương đương với thấu kính phẳng-lồi chuyên nghiệp của Edmund Optics với tiêu cự 35mm. Sự đổi mới này loại bỏ nhu cầu sử dụng thấu kính thủy tinh đắt tiền vốn thường làm tăng đáng kể chi phí kính hiển vi.
Thông số kỹ thuật:
- Tầm nhìn trường: 1.7 mm
- Độ phân giải không gian: ~5 micromet
- Loại ống kính: Nhựa trong in 3D
- Thông số ống kính: Đường kính 12.7 mm dạng phẳng-lồi, tiêu cự 35 mm
Hiệu suất và khả năng
Kính hiển vi cho thấy khả năng ấn tượng, đạt được trường nhìn 1,7mm với độ phân giải không gian một tế bào khoảng 5 micromet. Trong quá trình thử nghiệm, các nhà nghiên cứu đã thành công trong việc kiểm tra các mẫu máu và mô thận chuột, cho thấy rõ các chi tiết giải phẫu dưới tế bào bao gồm các ống thận. Mức độ chi tiết này vượt qua các nỗ lực tự chế tạo kính hiển vi Raspberry Pi trước đây, đánh dấu một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực kính hiển vi giá rẻ.
Triển khai thực tế
Với trọng lượng chỉ 3 kilogram, kính hiển vi có tính di động tuyệt vời trong khi vẫn duy trì chức năng chuyên nghiệp. Toàn bộ quá trình lắp ráp mất chưa đầy ba giờ, khiến nó trở thành giải pháp lý tưởng để triển khai nhanh chóng trong nhiều môi trường khác nhau. Sự kết hợp giữa tính di động, lắp ráp nhanh và hiệu suất cao khiến nó đặc biệt có giá trị cho các địa điểm xa xôi, cơ sở giáo dục và tình huống khẩn cấp.
Tác động tương lai
Sự phát triển này có thể cách mạng hóa việc tiếp cận kính hiển vi trong các môi trường có nguồn lực hạn chế, từ trường học và phòng thí nghiệm nhỏ đến các cơ sở y tế xa xôi. Bản chất mã nguồn mở của thiết kế, kết hợp với khả năng tiếp cận công nghệ in 3D, cho thấy một tương lai nơi thiết bị khoa học chất lượng cao ngày càng trở nên sẵn có cho nhiều tổ chức và nhà nghiên cứu trên toàn thế giới.