Em breve, você poderá observar criaturas microscópicas com seu telefone celular. Crédito: Relatórios Científicos , CC BY-SA
Meus colegas e eu desenvolvemos um "clip-on" imprimível em 3-D que pode transformar seu smartphone em um microscópio totalmente funcional.
Lançamos o design online para que qualquer pessoa possa imprimi-lo e modificá-lo para atender às suas necessidades.
Mas por que?
Para muitos diagnósticos médicos, você precisa olhar para as pequenas coisas - até o nível de células individuais. Fazer isso, você precisa de um microscópio.
Na última década, mais ou menos, os cientistas e engenheiros pressionaram para trazer diagnósticos para casa, e para outras áreas onde você realmente não pode trazer equipamentos de laboratório tradicionais.
Os cientistas esperam que isso lhes permita, por exemplo, detectar a malária e outros parasitas transmitidos pelo sangue no campo na África.
E a espinha dorsal de muitos dispositivos portáteis de diagnóstico médico é um microscópio baseado em telefone celular.
Um bom lugar para começar
Você pode não pensar no seu celular como um microscópio, mas tem quase todas as peças de que você precisa. A lente e o sensor da câmera estão dispostos exatamente como estariam dentro de um microscópio - tudo o que você precisa fazer para obter alguma ampliação é colocar outra lente na frente.
A próxima parte é pensar sobre como você iluminará sua amostra, que geralmente é tão importante quanto as lentes que você usa.
Houve um grande trabalho ao longo da última década ou mais na engenharia de microscópios de telefones celulares com recursos incríveis - por exemplo, o laboratório Fletcher na UC Berkeley, e o laboratório Ozcan na UCLA - e muito disso tem a ver com iluminação personalizada.
A engenharia envolvida na montagem desses microscópios de telefones celulares não é trivial, Contudo. Muitas vezes você precisa de uma quantidade razoável de habilidade e um laboratório para conseguir colocar esses dispositivos juntos. Queríamos ver o quão simples poderíamos fazer um microscópio, significando o mínimo de peças extras e etapas de montagem possíveis.
Guiando o flash
Concluímos que fazia muito sentido usar o flash interno da câmera para iluminar sua amostra. O desafio é que o flash aponta na direção errada - você precisa girá-lo para brilhar através da amostra e para a câmera.
Redirecionar a luz como essa geralmente requer algo sofisticado, como um espelho ou um prisma. Mas percebemos que o flash de um telefone é tão brilhante que podemos simplesmente usar o reflexo difuso (brilho) de um plástico comum. Portanto, projetamos o clipe para ter uma série de túneis que confinam a luz e a giram de frente para a amostra e a câmera.
Muita luz é absorvida pela resina impressa em 3D do clipe, que é preto. Mas não é perfeitamente preto, e mesmo a minúscula fração de luz que passa pelos túneis e se reflete na superfície negra é mais do que suficiente para iluminar uma amostra microscópica. E é isso - sem espelhos, prismas ou lentes de iluminação são necessários.
Esquerda:Esquema de wireframe do clipe no dispositivo. A iluminação do flash é indicada pela seta azul. Ao bater no batente de iluminação (feito da mesma resina impressa em 3D do resto do clipe), essa luz é refletida difusamente em direção à amostra e, em seguida, através da lente para a câmera. À direita:modelo 3D em corte do dispositivo clipado, mostrando os túneis de iluminação. Crédito: Relatórios Científicos , CC BY
Claro e escuro
Próximo, claro, você precisa de algo para olhar. O lago local é um bom lugar para começar. Coloque um pouco de água em uma lâmina ou tubo capilar e você encontrará muitos microrganismos de aparência bacana cuidando de suas vidas.
Este tipo de iluminação é denominado microscopia de campo claro. Mas, na verdade, fomos um pouco mais longe, e mostrou que você pode desligar o flash e usar o Sol para realizar microscopia de campo escuro - onde o espécime é iluminado, mas o campo ao redor está escuro.
O clipe é projetado de forma que a luz do sol (ou a luz ambiente) fique presa na lâmina de amostra de vidro, e só pode ser redirecionado para a câmera do telefone móvel se atingir um objeto na amostra. Se o slide de amostra estiver vazio, o fundo é escuro (portanto, campo escuro). Se houver um objeto, ele brilha no fundo escuro, e, como tal, esta é uma ótima maneira de detectar objetos realmente sutis, como células (que são principalmente água) dentro da água.
O que esperamos é que nosso design, ou algo parecido, é usado para ultra simples, aparelhos baratos e robustos baseados em telefones celulares - seja para diagnósticos médicos em áreas carentes, como o remoto outback australiano e a África central, ou monitoramento de populações de microrganismos em fontes de água locais.
Lançamos o design online para que qualquer pessoa possa imprimi-lo e modificá-lo para atender às suas necessidades. Essa parte é importante porque a missão da microscopia de baixo custo é facilitar o acesso a esse equipamento de alta tecnologia. Isso é mais bem realizado quando todos têm a oportunidade de fazer um para si próprios ou de adaptá-lo livremente.
O clipe pode ser impresso em qualquer impressora 3-D - preferimos a família de impressoras Formlabs - e você precisará de resina preta. O custo em resina por clipe normalmente é de alguns dólares, no máximo. Você também precisará de uma lente para colocar o clipe. Compramos a nossa em um revendedor online e, em seguida, removemos a lente do módulo da câmera.
Este artigo foi publicado originalmente em The Conversation. Leia o artigo original. 
