Как с помощью 3D-принтера превратить смартфон в микроскоп

Подписаться на 3Dtoday
news3dtoday
Идет загрузка
Загрузка
21.02.18
3457
13
Новости
16
Австралийские ученые из Исследовательского центра наноскопической биофотоники разработали простое 3D-печатное приспособление, превращающее практически любой смартфон в полностью функциональный микроскоп.
PREVIEW
Полученное устройство позволяет изучать образцы размером всего в одну двухсотую миллиметра, включая микроорганизмы, животные и растительные клетки, клеточную структуру и так далее. Уникальность проекта заключается в сочетании простоты конструкции, компактности, достаточно высокой функциональности и отсутствия необходимости во внешнем источнике питания. Ведущий разработчик проекта и научный сотрудник Королевского мельбурнского технологического института (RMIT) Энтони Орт считает, что технология обладает огромным потенциалом в качестве инструмента для полевых исследований, где эксплуатация обычных стационарных лабораторных микроскопов непрактична или даже невозможна ввиду отсутствия надлежащего оборудования.
43196267e85108edc909a9242535e522.png
«Наш мобильный микроскоп может использоваться в качестве недорого, портативного инструмента для мониторинга в удаленных районах. Во многих уголках мира получить доступ к мощному микроскопу сложно, так как они имеются только в крупных населенных пунктах, но не в отдаленных поселениях. А именно в последних микроскопы нужны для самых разных исследований, от контроля качества питьевой воды до анализа образцов крови на наличие паразитов, например малярийных. Мы спроектировали простой микроскоп на основе мобильного телефона, использующий встроенную подсветку, доступную на большинстве смартфонов. Практически все существующие микроскопы на основе смартфонов используют источники света с внешним питанием, и это несмотря на то, что телефоны оборудуются камерами с вполне пригодными вспышками. Внешняя подсветка и источники питания зачастую делают такие устройства слишком сложными, громоздкими и трудными в сборке», – поясняет доктор Орт.
fbb6f89385c17475a883e7db87de0624.jpg
Насадка сконструирована таким образом, что свет от вспышки отражается от внутренних поверхностей и обеспечивает фоновую подсветку исследуемых образцов. Другими словами, устройство позволяет просвечивать образцы сзади, а не подсвечивать спереди, как в случае с обычной вспышкой. Приспособление легко печатается на недорогих 3D-принтерах, стоит сущие копейки и не требует никакого дополнительного оборудования помимо телефона. Кроме того, конструкция пригодна как для светлопольной, так и темнопольной микроскопии. В последнем случае съемка производится без вспышки, а образцы подсвечиваются внешним светом, проникающим через стекло с пробами. Опытный образец на иллюстрации напечатан на стереолитографическом 3D-принтере Formlabs Form 1 черной фотополимерной смолой, обеспечивающей наиболее высокую контрастность при темнопольной микроскопии. Единственный дополнительный компонент – это линза от камеры такого же смартфона, встраиваемая непосредственно в насадку. С докладом команды можно ознакомиться здесь, а все необходимые инструкции и файлы для 3D-печати выложены в открытый доступ по этой ссылке.

А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru
Подписаться на 3Dtoday
16
Комментарии к статье

Комментарии

21.02.18 в 15:15
1
Очень интересная информация...
Кстати, а что мешает напечатать так же и линзы?
21.02.18 в 15:31
2
Не хватит прозрачности материала и точности технологии.
21.02.18 в 15:51
1
Не хватит прозрачности материала и точности технологии
???
Точности 10 мкм недостаточно? Прозрачности недостаточно?
Обычные линзы на таких принтерах давно печатают, см, например https://22century.ru/allsorts/6264
Большие линзы - тоже, на этом портале было две статьи об этом.
Возможно для использования смартфона в качестве микроскопа нужна большая точность, но я сомневаюсь.

А вот если прозрачности хватает на обычную линзу, то должна хватить и на линзу для микроскопа.
Сам линзы даже не пытался печатать, но прозрачности материалов Акролат или Hazrlab 15.3 вполне достаточно. А если брать не бюджетный, а профессиональный сегмент - наверняка есть сравнительно недорогие оптически прозрачные полимеры.
21.02.18 в 17:13
5
Точности 10 мкм недостаточно?
Точности 10 мкм недостаточно. Для оптических линз нужно не больше 0.5 мкм. Линза с 10мкм ступеньками нормальное изображение не даст. Вы хоть сами статью по своей ссылке читали?
Разумеется, даже очень высокая точность печати не позволяет получить готовую к использованию линзу сразу же. Необходима финальная полировка поверхности, такая же, как и при изготовлении линз традиционным способом.
Вы умеете полировать линзы до правильной формы? Как вы это будете делать, неужто вручную? Потребуется станок, и это ничем тогда не будет отличаться от изготовления линз из стекла на заводе.
22.02.18 в 07:41
1
Для оптических линз нужно не больше 0.5 мкм.
Для линзы микроскопа из смартфона точность 0,5 мкм? Это когда мы на готовую оптическую систему "вешаем" "левую" линзу с хроматической абберацией, несоосностью в сотни мкм и единицы градусов?
Не верю... Не специалист по оптике, но здравый смысл подсказывает, что хроматическая абберация и несоосность будут давать искажения на порядок большие, чем неточность оптической поверхности.
это ничем тогда не будет отличаться от изготовления линз из стекла на заводе.
Это будет отличаться:
1) Одно дело снять припуск в сотни мкм, другое дело - заполировать ступеньки в 10 мкм.
2) нет ограничений на форму оптической поверхности - асверические, астигматические, и т.п. линзы можно изготавливать с такой же легкостью, как сферические.
3) Нет ограничений на форму неоптических поверхностей - можно делать линзы с ручками-ножками-креплениями любой формы.
4) Легкость изготовления небольших партий или даже линзы в единичном экземпляре.
22.02.18 в 18:20
1
дык ничто не мешает,пробуйте.Такой экспириен буде украшением новостей.
21.02.18 в 18:37
1
Не увидел на страничке приложение под Android (((

По ходу там просто постобработка фотографий
21.02.18 в 21:59
1
Был такой лайфхак.
Если поместить на линзу капельку, по-моему, глицерина и перевернуть, то при должной подсветке и сноровке можно превратить телефон в микроскоп начального уровня :)
22.02.18 в 03:33
1
На Алиэкспрессе есть макролинзы для телефона, работают нормально. Возможно, если поиграть с расстоянием до телефона и подсветкой можно в разы увеличить разрешение, нужно всего лишь трубку допечатать...
22.02.18 в 08:58
1
Какую именно линзу нужно (параметры), так и не сказано ни в статье ни в источниках по ссылкам.
22.02.18 в 09:08
1
По national geographic (вроде) показывали как телефон превратить в микроскоп и в конструкции (две пластины из оргстекла, между ними телефон, пластины стянуты шпильками) была использована линза от лазерной указки.
23.02.18 в 12:56
0
Классный дизайн подсветки образца на предметно/покровных стёклышках, только я бы cделал - световодом от встроенной вспышки.

Пока купил себе в магазине "республика" - вот такую китайскую поделку -
объектив "макро" - меня вполне устроил
(цена ~ 500 рублей, стеклянные линзы и металлические кольца, прищепка = пластик):

91888c50fe346118b7d6eaf2382e09c9.jpg
a2f29bc98c0b65a78df20936a3b5f630.jpg
5666f110b32a4de02941a2a9097bdb93.jpg


Просто - это - для смартфона конкретно.
Для 3D-изделий - лучше покупать вот такое, потому-что - проще "моддить" крепление (подсветка уже есть):

339cdfd8cc9b28427503718bbcf6a2b1.jpg
27.02.18 в 14:21
2
Читаю комментарии... ППЦ вы угораете, вся инфа по ссылкам есть. Линза от IPhone 6 - 6s стоит копейки. Тело печатали на Formlabs Form 1 толщина слоя 0.1мм печатали на боку без поддержек. Черным полимером - Formlabs GPBK02.
Написано МИКРОСКОП какое отношение к этому устройству имеют внешние объективы типа фиш-ай для смартфонов.
Какие печатные линзы. размер видите - увеличение - 1 двухсотая миллиметра Карл...
В общем заказал тело в топ3дшоп, сегодня разжился на Горбушке камерой от 6 афони, разкурочил её оставил только линзу.
Нужно ещё скачать п/о стороннее которое позволяет выставлять экспозицию и т.п.
Подсветка используется встроенная от вспышки - хватает отражения света от поверхностей корпуса.
З.ы. У меня супруга ветеринар, показал ей эту статью, она загорелась - "Хочу такую штуку"

По результатам отпишусь с фотографиями и реальными примерами.
На фотографиях ниже мелкодисперсный металлический порошок для 3D печати, титановый сплав Ti6Al4V фракции 15-53мкм под микроскопом из ветеринарной клиники. Увеличение 100.

96d83eaec79252e230749c726cf79fc8.jpg
8895f6c7a67d7f88c96e87d65505337c.JPG
46dcea161dda6449cce82f30264477eb.jpg

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

XpreSki-09.11: Marlin-1.1.9 - адаптивная подача (Linear Advance) для ускорения печати

Hercules и Simplify3D. Настройки печати PLA

Siemens поглотила компанию Lightwork Design с целью развития технологий 3D-визуализации данных

АСКОН выпускает новую версию КОМПАС-3D v18

Обзор 3D-принтера PICASO 3D Designer X

Стрим совместного вебинара компаний «REC» и «IMPRINTA»