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Nanomikroskopie mit Lego Mindstorms

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Mit einem Rasterkraftmikroskop oder AFM (für Atomic/Scanning Force Microscope) ist es möglich Strukturen aus der Nanotechnologie zu inspizieren. Die Doktorandin Alice Pyne konstruierte zusammen mit anderen Studenten der University College London ein auch für Privatleute bezahlbares AFM.

Das Lego-AFM für unter 400 Euro.

Nahaufnahme des AFM: ein USB-Mikroskop sorgt für die Aufzeichnung des Lasers

An der Lego2Nano-Initative beteiligten sich Doktoranden der University of Beijing, dem University College London (UCL), Tsinghua University und der Peking University.

Das Mikroskop besteht aus einer Arduino-Schaltung, Lego-Bausteinen und einigen mit einem 3D-Drucker produzierten Spezialteilen. Die Kosten für das Projekt belaufen sich dabei auf etwa 360 Euro. Das Projekt ist ein Bestandteil der "Lego2Nano Summer School"-Initiative.

Ein AFM funktioniert wie ein Plattenspieler. Eine an einem biegsamen Hebelarm (Cantilever) aufgebrachte Spitze fährt in geringem Abstand über eine Oberfläche. Ein Laserstrahl wird durch die Verbiegung des Cantilevers abgelenkt und mit einem Photodetektor aufgefangen. Die genaue Funktionsweise erläutert ein Dokument [PDF] der Uni Jena.

Das AFM der University of Rhode Island.

Ein schon etwas älteres Projekt der University of Rhode Island hat sich ebenfalls mit dem Bau eines Rasterkraftmikroskops beschäftigt. Nur drei Komponenten sind technisch nicht mit den Bauklötzen realisierbar: der Low-Power-Laser, das Netzteil für den Laser und eine kleine reflektierende Platte.

Die Ergebnisse können sich sehen lassen.


Der Rest des Mikroskops wurde aus Lego Mindstorms konstruiert. Ein Bauplan und der Quellcode für die LabView-Software wird auf der Projektseite zum Download angeboten.

Das Lego-AFM der University of Rhode Island.

(ogo)