Jovens pesquisadores criam microscópio modular barato e versátil

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Imagem: Leibniz IPHT/Divulgação
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Equipes médicas em países carentes de recursos – de energia elétrica a suprimentos – atuam em condições longe de serem ideais. Foi pensando nesses profissionais e em milhares de outros envolvidos em pesquisas de doenças infecciosas (como a covid-19) que jovens pesquisadores do Instituto Leibniz de Tecnologia Fotônica (Leibniz IPHT) e da Universidade Jena criaram um microscópio modular impresso em 3D.

A maioria das configurações ópticas complexas (incluindo a dos microscópios modernos mais avançados) é baseada na coincidência de planos focais de lentes adjacentes – segundo o físico-químico Rainer Heintzmann, do Leibniz IPHT, um processo inerentemente modular. Esse é o caso do UC2 (You see too, ou “Você também vê”).

A estrutura é simples: inúmeros cubos, com hastes de cinco centímetros em plástico, encaixados em uma base de varredura magnética. A recombinação dos módulos, equipados com lentes, LEDs ou câmeras, forma o instrumento óptico que se precisa.

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“Microscópios modernos são caros, equipam laboratórios especializados e requerem pessoal altamente qualificado. Questões científicas urgentes – como a luta contra doenças infecciosas como a covid-19 –  é, portanto, reservada principalmente para cientistas em centros bem equipados, em países ricos”, disse o pesquisador Friedrich Schiller, da Universidade Jena, que, juntamente com Heintzmann, orientou os alunos à frente do UC2.

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Reciclagem

Segundo o físico Benedict Diederich, um dos criadores do UC2, "microscópios comerciais custam centenas ou milhares de vezes mais do que nossa configuração UC2. Você dificilmente pode instalar um deles em um laboratório contaminado, já que não vai poder removê-lo ou limpá-lo depois”, acrescentando que o microscópio modular pode ser reciclado depois de usado.

A versatilidade do projeto impressiona. "O uso determina a escolha dos cubos; depois, é só empilhá-los. O sistema UC2 permite combinar os elementos dependendo do resolução, estabilidade, duração ou método de microscopia necessários e testados diretamente no processo de prototipagem rápida”, disse Diederich.

Todo o projeto (de código aberto) está disponível online no repositório GitHub para ser acessado, modificado e expandido segundo as necessidades do utilizador. “Com o feedback dos usuários, melhoramos o sistema passo a passo e adicionamos soluções criativas. Os primeiros usuários já começaram a expandir o sistema”, disse René Lachmann.

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O objetivo do desenvolvimento do UC2 é permitir o que os jovens pesquisadores chamam de “ciência aberta”: qualquer cientista poderá reproduzir o sistema e desenvolver experimentos em qualquer lugar do mundo, mesmo que seu laboratório não seja um dos mais bem equipados.

Ciência por 1 centavo

O conceito, nas palavras de Diederich, é a “ciência por um centavo”, dentro do que ele designou de “mudança de paradigma”: conseguir que o processo científico seja “o mais aberto e transparente possível, acessível a todos”, dando aos pesquisadores, independentemente de onde estejam, a possibilidade de dividir e coletar conhecimento, incorporando-o ao seu trabalho.

"Queremos tornar as técnicas de microscopia modernas acessíveis e construir uma comunidade aberta e criativa. A abordagem faça-você-mesmo tem um enorme potencial, especialmente em tempos de pandemia, quando o acesso a esse tipo de equipamento está hoje severamente limitado”, explicou o estudante de doutorado.

Os módulos, usados em sala de aula.Os módulos, usados em sala de aula.Fonte:  Leibniz-IPHT/Divulgação 

O grupo foi além e criou um kit, chamado de The Box (ou “A Caixa”), para aprendizagem de conceitos ópticos e métodos de microscopia. “Os componentes podem ser combinados para formar um projetor ou um telescópio; você pode construir um espectrômetro ou um microscópio para smartphone”, explica a física Barbora Maršíková, autora de uma série de experimentos e roteiros para serem usados em sala de aula.