楊孝文
你想不想知道蝴蝶翅膀上的鱗片究竟是什么模樣?你是否會好奇植物細胞與動物細胞有什么不同?你想不想看一下那些讓面包發霉的細菌的真面目?現在一款名為Foldscope的新型顯微鏡,或許能讓你的愿望變為現實。
在我們的印象中,顯微鏡是一種高精密度的科學儀器,顯微鏡中的光學部件不僅價格昂貴還非常易損。不過,美國斯坦福大學的工程師馬努·帕克什研發的紙質折疊顯微鏡Foldscope,可能會徹底顛覆人們的固有想法。
Foldscope的各個部件都印在一張硬紙片上,無需說明書,只要按照各部件的顏色編碼進行剪切和折疊,再借助紐扣式電池供電可持續發光50個小時的LED燈,最后裝上微型球面透鏡,即可在十分鐘內組裝出一臺精確可靠的手持光學顯微鏡。組裝完成后,顯微鏡的重量僅相當于兩個一元硬幣,可以輕松放入口袋,但它的作用并沒有打折扣,可以為我們提供接近2 000倍的放大效果,并且能夠承受意外踩踏帶來的傷害。
更加驚人的還是Foldscope的價格,其中包括一張顯微鏡主體硬紙板(6美分)、一個球透鏡(低倍數17美分、高倍數56美分)、3伏電池(6美分)、LED燈(21美分)、一個開關(5美分)和一些銅絲(3美分)。不用特地拿出計算器計算,Foldscope高放大倍數版本價格為97美分(約合人民幣5.9元),低放大倍數版本價格為58美分(約合人民幣3.56元)。當然,以上這個價格是基于10 000個為單位的生產成本。
美國野外生物學家艾倫·波梅蘭茨對Foldscope進行了試驗。他在秘魯亞馬孫雨林中停留了一個月,用這種微型顯微鏡捕捉到了一系列驚人的照片,其中包括一只被感染的蜘蛛、一只在螞蟻士兵保護下的水蠟蟲,以及鼠尾草花的特寫照和一株馬利筋草的絢爛細節。
波梅蘭茨預測,使Foldscope成為革命性工具的原因,是它探測致病因素和研究未知物種的方式,還有一點就是它的售價不到1美元(約合人民幣6.3元)。這使它能夠得到廣泛使用,適用于孩子、醫護人員和野外生物學家等。
這位科學家說:“在有些情況下,你回到實驗室,想獲得一些不同于野外的發現,例如收集更多信息或進行更多觀察。微型顯微鏡Foldscope可以讓你在野外直接研究目標,還能讓你帶著研究目標回實驗室,開展更加細致的科研工作。Foldscope并不能替代可提供更高分辨率、更強大的傳統顯微鏡。但傳統顯微鏡也有很多弊端,例如大且昂貴,還只能在實驗室內使用。Foldscope則是一種便攜式工具,可隨時隨地使用,能讓你及時地觀察微觀世界。它不會取代傳統顯微鏡,卻能彌補傳統顯微鏡的不足?!?/p>
接著,波梅蘭茨展示了一件十分有趣的事,他將Foldscope連接到手機上,然后拍攝出一些非同尋常的照片。
目前,Foldscope還在嘗試應用于醫學領域,并且將在全球范圍內推廣。例如,它可以被應用于腸道疾病的診斷。在一些經濟落后的國家和地區,由于缺少合適的診斷設備,醫生很難給患者進行及時有效的診斷、治療。像瘧疾等腸道疾病一旦延誤,后果會十分嚴重。與此同時,Foldscope還可以在診斷諸如血吸蟲病、羅阿絲蟲病和非洲昏睡病這些疾病的過程中發揮重要作用。
對于現在的成年人來說,學生時代幾乎沒有接觸過顯微鏡。不過在不久的將來,他們的孩子們在科學課上也許可以享受完全不同的顯微鏡使用體驗。