厲害炸了！一個自製掃描電子顯微鏡的人

雖然說之前也看到了很多十分厲害的DIY視頻，但是看到這個的時候我還是瞬間就跪了……

一個名叫Ben Krasnow的工程師自己做了一個掃描電子顯微鏡！這可是電子顯微鏡啊，絕對不是擺弄幾個玻璃鏡片就能搞定的事情，簡直是有史以來最難的DIY項目了……

要知道，在實驗室里，掃描電鏡也是高端大氣的存在，一台就幾十萬甚至上百萬，學生們要想用還得登記排號……而你竟然說你自己做了一個？？（而且2011年就做出來了……）

下面這位就是作者，以及他自己做的電鏡：

玻璃罩子裡面的是核心部件，其他那些大坨的東西是真空泵和電源，另外因為泵在工作時會過熱，所以他還加了冷卻。

主體部分特寫：

看起來似乎有模有樣呢

這東西花了他大約100小時時間，製作期間所有的周末全都一心撲在做電鏡上。至於花費嘛，大約是1500刀，看起來已經算是十分便宜了呢。

所以，這電鏡到底是怎麼做出來的？

首先，我們會在圖上看到一個鐘形的玻璃罩子，這是用來隔絕空氣的。電子顯微鏡要在真空環境下工作，因此Krasnow用這個的罩子罩住了所有的關鍵部件，然後接上泵給內部抽真空。

罩子裡面都有什麼呢？首先我們會看到一根直立的銅管，在銅管的上方，是他自己製作的「電子槍」，也就是發射電子的源頭。

電子槍的關鍵部件是一個纖細的鎢絲，把鎢絲通電加熱到高溫（2800K左右），它就可以發射電子。

這些電子會替代光學顯微鏡的光束來進行成像，但它們還不能直接用來照射樣品。現在的電子束還比較散，而掃描電鏡需要非常集中的電子束。所以接下來要經過的部件是匯聚電子束的「透鏡」。可以簡單理解為類似光學透鏡那樣，但是當然原理是不同的，實際上匯聚電子束用的是磁透鏡。

經過了透鏡之後，電子束會「掃描」樣品的表面。接下來，要檢測的一個重要的對象是樣品表面發出的「二次電子」，這些二次電子能很好地體現物體的表面結構。

在這個DIY電鏡中，放樣品的地方如下圖所示：

接下來，就要收集樣品的信號了，在下圖中指出的右邊這一坨就是一個檢測器。首先它需要用高電壓把需要檢測的電子們都吸引過來，轟擊閃爍體產生閃光，並經過光導管、光電倍增管，最終變成放大的電信號。

最終，他把這些信號顯示在了示波器的熒光屏上。

所以，最終結果如何呢？就是下面這個樣子：

還有這樣：

（這一坨據說是個項鏈）

而我們平時見到的電鏡照片是這樣的：

_(:з」∠)_

好吧，作者本人也承認，這個DIY電鏡無論是解析度還是放大倍數，其實都還遠遠不能與市面上的產品相比。他在示波器上顯示的，也只是一些結構簡單的圖像而已。

但是說實話，他能夠成功地把它做出來，還能用，這已經非常非常厲害了！現在市面上的電鏡畢竟技術要成熟得多。

在他的油管頻道Applied Science中，一共用了五個視頻來介紹這個DIY項目（可見是多麼複雜……），有興趣可以找來看看。

順便說，這個人平時也會用電鏡（當然這回是成熟產品了）拍一些有意思的東西，比如下面這個黑膠唱片與唱針的動圖就是他的作品：

（這是我的膝蓋，別客氣請拿走吧！）

參考：http://www.popsci.com/diy/article/2011-07/you-built-what-scanning-electron-microscope

原理圖來源：http://www.jeol.co.jp/cn/words/semterms/sem_cn-a_z.pdf