中英大学生用乐高积木搭成原子力显微镜

来源:新华网 2013-9-7 李江涛 朱利

  用机构简单、价格便宜的乐高积木搭成能观察物体表面纳米级结构的原子力显微镜,这是由清华大学主办的中英暑期学校的学员们6日下午展示的最终成果,这一成果旨在为中国的中学生提供可使用、精确、低成本的纳米级显微镜。

  来自牛津大学、伦敦大学学院、清华大学和北京大学的中英两国博士生历时五天用乐高积木搭建原子力显微镜,三组学生全部按时完成任务,在创意设计、实际应用方面都受到专家们的认可。

  在现场可以看到,用乐高积木搭建的原子力显微镜利用一个对微弱力极为敏感的微悬臂上的探针接近样品,相互的作用力使得微悬臂的运动状态发生变化,传感器则检测到这些变化并将此传输到计算机最终成像,用乐高积木搭建的结构则帮助显微镜实现对镜头的粗调和微调。

  该项目组织者、清华大学工业工程系副教授顾学雍说,原子力显微镜是一种可用来研究包括绝缘体在内的固体材料表面结构的分析仪器。普通的光学显微镜只能停留在微米级,而原子力显微镜能够探测到纳米结构,还可以实现三维成像,但目前一台原子力显微镜需要20万元以上人民币,有的甚至达到100万元人民币,普通中学难以承受。因此,通过简单而低价的材料制作低成本而功能齐全的原子力显微镜对中国的大部分中学很有益处。

  伦敦大学学院(UCL)教授郭正晓说,之所以选择乐高材料,除了价格相对便宜之外,其机械结构简单也是一大原因。简单的结构便于拆卸,即使操作错误也可以重建,在乐趣之中能不断学到知识,这对培养中学生的创新思维能力有很大帮助。

2013年09月09日 14:00:25  清华新闻网

更多 ›图说清华

最新更新