
尽管我之前看过很多DIY视频,但当我看到Ben Krasnow工程师自制的扫描电子显微镜时,我还是感到非常震撼。这是一项令人难以置信的工程壮举,因为他自己制作了一台需要极其高科技技术和昂贵设备的电子显微镜。
我们知道电子显微镜在实验室中是高端仪器,价格昂贵,而且使用需要严格登记排号。但Krasnow却自己制作了一台,这简直匪夷所思。他在2011年完成了这个项目,其中的核心部件在一个玻璃罩子内,包括真空泵和电源等。他为此投入了大约100个小时的辛勤努力,每个周末都专注于这个项目。虽然花费约为1500美元,但与市场价格相比已经相当实惠。
那么,他是如何制作这个电子显微镜的呢?他制造了一个钟形的玻璃罩子来隔绝空气,因为电子显微镜需要在真空环境下工作。这个罩子内部包含了许多关键部件,包括一根直立的铜管和自制的电子枪,这是发射电子的源头。电子枪的关键在于一个纤细的钨丝,通过通电加热到约2800K的温度来发射电子。这些电子替代了光学显微镜中的光束来进行成像。
接下来,经过磁透镜的汇聚,电子束会“扫描”样品的表面。检测样品表面发出的二次电子是重要的一步,这些二次电子可以很好地展示物体的表面结构。在DIY电镜中,放样品的地方经过特殊设计,以配合整个检测流程。
样品的信号被收集后,通过一个检测器进行处理。这个检测器用高电压吸引需要检测的电子,然后轰击闪烁体产生闪光。这些闪光经过光导管和光电倍增管,最终被转化为放大的电信号。
最终,Krasnow将这些信号展示在示波器的荧光屏上。虽然这个DIY电镜的分辨率和放大倍数不能与市面上的产品相比,但它能够成功地运行并产生简单的图像,这已经是一项非凡的成就。
有兴趣的读者可以在Applied Science频道找到五个介绍这个DIY项目的视频(可见其复杂性)。除此之外,这位工程师还会用电镜拍摄一些有趣的东西,比如黑胶唱片与唱针的动图。
这位工程师的成就令人钦佩。他用自己的双手创造了一项不可思议的工程壮举,展现了他对科学的热爱和不懈追求。虽然我们无法复制他的成就,但他的精神和勇气值得我们学习和赞赏。
