Hitech logo

Кейсы

Стандартный 3D-принтер помог создать микроскоп сверхвысокого разрешения с оптикой дешевле $1

TODO:
Екатерина ШемякинскаяСегодня, 02:18 PM

Учёные из Университета Стратклайда показали, что с помощью обычных 3D-принтеров и недорогих материалов можно создавать оптические компоненты с разрешением, ранее доступным только в специализированных лабораториях. При этом каждая линза обходится менее чем в $1. Это открывает новые возможности для доступной визуализации и исследований в наномасштабе.

Самые интересные технологические и научные новости выходят в нашем телеграм-канале Хайтек+. Подпишитесь, чтобы быть в курсе.

Команда предложила использовать комбинацию 3D-печати, силиконового формования и УФ-отверждаемой смолы для изготовления многоэлементных линз. Такой подход позволяет создавать массивы микролинз на одной поверхности, обеспечивая одновременное освещение образца в нескольких фокусных точках.

Для микроскопии команде понадобились линзы, эффективно работающие с лазерным светом. Стандартная 3D-печать создаёт слоистую структуру, которая рассеивает свет и ухудшает качество изображения. Чтобы это исправить, исследователи разработали специальный процесс доработки линз. После печати исходного макета, созданного с помощью САПР, они добавляли материал для сглаживания слоев, что заменяло трудоемкую полировку. Далее из доработанной матрицы создавали силиконовую форму, в которую заливали УФ-отверждаемую смолу. Это позволило устранить дифракционные эффекты.

В лабораторных испытаниях эти микролинзы обеспечили визуализацию микротрубочек цитоскелета клетки с разрешением 150 нанометров. Это сопоставимо с возможностями коммерческих микроскопов сверхвысокого разрешения.

Недорогие и настраиваемые оптические компоненты дают доступ к высокоточным инструментам визуализации, которые раньше были слишком дорогими. Эта технология позволяет создавать системы, адаптированные под конкретные задачи, и открывает новые возможности для науки и разработки продуктов.

Подход основан на предыдущих исследованиях, показавших, что базовые 3D-печатные линзы могут соответствовать заводской оптике. В будущем команда планирует изучить более сложные конструкции, включая трехмерные фокусные структуры, биоинспирированную оптику и гибридные компоненты, объединяющие прозрачные и непрозрачные материалы в одной детали.