教學儀器(qì)廠(chǎng)家(jiā)用(yòng)樂(yuè)高(gā↑♣βo)積木(mù)也(yě)能(néng)做(zuò)出顯微(wēi)鏡？可(k♦♣ě)用(yòng)

　

還(hái)記得(de)小(xiǎo)時(shí)候在學校(xiào)裡(lǐ)使用(yò↓ ng)的(de)顯微(wēi)鏡嗎(ma)？現(xiànσ$®)在你(nǐ)可(kě)以用(yòng)樂≠&(yuè)高(gāo)積木(mù) DIY 一(yī)個(gè)出來(lái)。

這(zhè)十分(fēn)符合現(xiàn)在的(de)「節儉科(kē)學」的(de)λφ¥趨勢：使用(yòng)廉價的(de)消費(fèi)級硬件(j∏®iàn)和(hé)開(kāi)源軟件(jiàn)≈§來(lái)構建低(dī)成本的(de)科(kē)學儀器(qì)。DIY 儀器(q≈₽$ì)非常适合用(yòng)于教學。

▲用(yòng)紙(zhǐ)片做(zuò)成的(de)顯微(wēi)鏡——F>™oldscope，圖片來(lái)自(zì)：MoM→φ A

在教學活動中，學生(shēng)們接觸最多(duō)的(de)儀器(qì)，往往就(jiù)•'&是(shì)顯微(wēi)鏡。

哥(gē)廷根大(dà)學的(de)蒂莫·貝茨（Timo Betz‌♠γφ）認為(wèi)，顯微(wēi)鏡是(shì)必不(bù≈ )可(kě)少(shǎo)的(de)科(kē)學儀器(qì)，但(dàn)由于儀器(q©✔→ì)的(de)成本和(hé)脆弱性，它們在教室中的(de)使用(yòng)受到♦₩(dào)了(le)極大(dà)的(de)限制(zhì)，特别是(shì)在疫情期間(jiān)÷∑‌β。因此，他(tā)們決定用(yòng)樂(yuè)高(gāo)積木(m" δΩù)搭建一(yī)個(gè)更便宜的(de)顯微(wēi)鏡。

貝茨的(de)靈感來(lái)自(zì)于加州大♥λ™(dà)學舊(jiù)金(jīn)山(shān)分(fēn)校εγφ↑(xiào)的(de)研究生(shēng•γ€★)哈裡(lǐ)森(sēn)·劉（Harrison Li ↔>u）等人(rén)于 2013 年(nián)做(zuò)出的(d§♦  e)樂(yuè)高(gāo)顯微(wēi)鏡——LegoScope。但(dàn) LegoScop&δe 實際上(shàng)并不(bù)能(néng)算(suà$∑★n)一(yī)個(gè)「低(dī)成本的(de)」顯微(wēi)鏡，它仍需要(yào)↑ →用(yòng)到(dào)定制(zhì)的(de) φ∑∞≥3D 打印部件(jiàn)。

▲LegoScope，圖片來(lái)自(zì)：Synapse

而貝茨等人(rén)的(de)樂(yuè)高(g£↔δ©āo)顯微(wēi)鏡則有(yǒu)所不(b↑™¶≥ù)同。他(tā)們的(de)顯微(wēi)鏡中，隻有(yǒu)兩個(gè)部件(jiφ✔↑àn)不(bù)是(shì)樂(yuè)高(gāo)積木(mù•₽'δ)——高(gāo)倍物(wù)鏡與低(dī)倍物(wù)鏡。他(tā)們将 iPho"σ∏§ne 5 的(de)相(xiàng)機(jī)模塊中的(de)塑料鏡片用(↕×≠yòng)作(zuò)高(gāo)倍物(w₩↕ù)鏡，低(dī)倍物(wù)鏡則是(shì)一(yī)枚玻璃透鏡。

「從(cóng)相(xiàng)機(jī)模組中小(☆•₹xiǎo)心地(dì)分(fēn)離(lí)出鏡片後，我們用(yònφα>♥g)透明(míng)膠帶将它連接到(dào)了(le)樂(yuè)高(gāo)積木(mù)上(↔∏shàng)。」貝茨在論文(wén)中寫到( →dào)。

▲蒂莫·貝茨，圖片來(lái)自(zì)：Ars Technica

對(duì)于照(zhào)明(míng)，他(tā)們σ'↕使用(yòng)了(le)一(yī)種集成了(le) LED 的(d‌÷e)特殊樂(yuè)高(gāo)積木(mù)，另外(wài)他(tā)們還(hái)将♣ε↔一(yī)張薄紙(zhǐ)放(fàng)置在 LED 與樣品之間(jiān)，作✘£​(zuò)用(yòng)類似于攝影(yǐng)燈上(sh™≥àng)的(de)柔光(guāng)燈罩。

你(nǐ)可(kě)能(néng)會(huì)好(hǎo)奇，用(yòng)樂&Ω(yuè)高(gāo)積木(mù)來(lái)做(zuò)顯微Ωλ♦☆(wēi)鏡，最難完成的(de)是(shì)哪一(yī)部分(fēn)呢(ne)？答(dá)案可©®α&(kě)能(néng)會(huì)是(shì)：物(wù)鏡支架。

經過一(yī)番研究，貝茨和(hé)他(tā)的(de)同事(shì)将​≠齒條與蝸杆組合在一(yī)起，使得(de)用(yòng)戶可(kě)以調整焦距。

「雖然物(wù)鏡支架是(shì)顯微(wēi)鏡的(de)所★← σ有(yǒu)單個(gè)部件(jiàn)中最小(xiǎo)的÷§♣(de)，但(dàn)它對(duì)于結構的(de)強度和(hé)穩定性的(d₹÷ e)要(yào)求卻是(shì)最高(gāo)的(de)。」貝茨說(shuō)道(dào)，「☆↕♥因此，這(zhè)部分(fēn)的(de)搭建應該由更年(nián)長(cháng)的(d↕₩λ↔e)、更有(yǒu)經驗的(de)孩子(zǐ)來(lá↕✘‍↕i)完成，至少(shǎo)要(yào)有(yǒu)成年(nián)人(rén)的<♣ελ(de)陪同，以防止在搭建顯微(wēi)∏×π鏡的(de)早期階段就(jiù)出現(xi↕$∞àn)錯(cuò)誤。」

完成顯微(wēi)鏡的(de)設計(jì)後，貝茨在一(yī)組 9 至 1€π&≥3 歲的(de)兒(ér)童的(de)幫助下(xià)測 ₽試了(le)他(tā)們的(de) DIY 顯微↕λ(wēi)鏡。

他(tā)們一(yī)起搭建了(le)顯微(wēi)鏡并進行(xíng)了(leδ≠±​)一(yī)些(xiē)實驗。這(zhè)個(g★​₹₩è) DIY 顯微(wēi)鏡很(hěn)好(hǎo)地(dì)幫助了(le)這(zhè)群小♠©¥(xiǎo)朋(péng)友(yǒu)探索微(wēi)觀世界，并且讓他(tā)們'§♠了(le)解了(le)顯微(wēi)鏡的(de)工(gōng)作(zuò)原理(lǐ)。

「對(duì)科(kē)學的(de)了(le)解不(bù)僅有(yǒu)助于進行γδ∑(xíng)決策，還(hái)可(kě)以為(wèi)日(rì€✘↔∞)常生(shēng)活帶來(lái)許多(duō)好(hǎo☆φ®)處，例如(rú)培養解決問(wèn)題的(d>±≥e)思維和(hé)能(néng)力。」貝茨說(shuō)。