Mes collègues et moi avons développé un "clip-on" imprimable en 3D qui peut transformer votre smartphone en un microscope entièrement fonctionnel.

Nous avons publié le design en ligne afin que tout le monde puisse l'imprimer et le modifier en fonction de ses besoins.

Mais pourquoi?

Pour de nombreux diagnostics médicaux, vous devez examiner de petites choses – jusqu'au niveau des cellules individuelles. Pour faire ça, il te faut un microscope.

Au cours de la dernière décennie, des scientifiques et des ingénieurs ont poussé des efforts pour introduire des diagnostics à la maison, et dans d'autres régions où vous ne pouvez pas vraiment apporter d'équipement de laboratoire traditionnel.

Les scientifiques espèrent que cela leur permettra de, par exemple, détecter le paludisme et d'autres parasites transmissibles par le sang sur le terrain en Afrique.

Et l'épine dorsale de nombreux appareils de diagnostic médical portables est un microscope basé sur un téléphone portable.

Un bon endroit pour commencer

Vous ne pensez peut-être pas à votre téléphone portable comme à un microscope, mais il a presque toutes les pièces dont vous avez besoin. L'objectif et le capteur de la caméra sont disposés exactement comme ils le seraient à l'intérieur d'un microscope - tout ce que vous avez à faire pour obtenir un grossissement est de coller un autre objectif devant.

La partie suivante consiste à réfléchir à la façon dont vous allez éclairer votre échantillon, ce qui est souvent tout aussi important que les lentilles que vous utilisez.

Il y a eu beaucoup de travail formidable au cours de la dernière décennie pour concevoir des microscopes pour téléphones portables dotés de capacités étonnantes - par exemple, le laboratoire Fletcher à l'UC Berkeley, et le laboratoire Ozcan de l'UCLA – et cela est en grande partie lié à un éclairage personnalisé.

L'ingénierie impliquée pour assembler ces microscopes de téléphone portable n'est pas triviale, toutefois. Vous avez souvent besoin d'une bonne quantité de compétences et d'un laboratoire pour pouvoir assembler ces appareils. Nous voulions voir à quel point nous pouvions fabriquer un microscope simplement, ce qui signifie le moins de pièces supplémentaires et d'étapes d'assemblage possibles.

Guider le flash

Nous avons pensé qu'il était logique d'utiliser le flash interne de l'appareil photo pour éclairer votre échantillon. Le défi est que le flash pointe dans la mauvaise direction - vous devez le tourner pour qu'il brille à travers l'échantillon et dans l'appareil photo.

Rediriger la lumière comme celle-ci nécessite généralement quelque chose de fantaisie comme un miroir ou un prisme. Mais nous avons réalisé que le flash d'un téléphone est si brillant que nous pouvons simplement utiliser la réflexion diffuse (éblouissement) du plastique ordinaire. Nous avons donc conçu le clip pour avoir une série de tunnels qui confinent la lumière et la retournent pour faire face à l'échantillon et à la caméra.

Beaucoup de lumière est absorbée par la résine imprimée en 3D du clip, qui est noir. Mais ce n'est pas parfaitement noir, et même la minuscule fraction de lumière qui traverse les tunnels et se reflète sur la surface noire est plus que suffisante pour éclairer un échantillon microscopique. Et c'est tout - pas de miroirs, des prismes ou des lentilles d'éclairage sont nécessaires.

Clair et sombre

Prochain, bien sûr, vous avez besoin de quelque chose à regarder. L'étang local est un bon point de départ. Mettez de l'eau sur une lame ou dans un tube capillaire et vous trouverez de nombreux micro-organismes à l'apparence cool qui vivent leur vie.

Ce type d'éclairage est appelé microscopie à fond clair. Mais nous sommes allés un peu plus loin, et a montré que vous pouvez désactiver le flash et utiliser le Soleil pour effectuer une microscopie à fond noir - où le spécimen est éclairé, mais le champ qui l'entoure est sombre.

Le clip est conçu de manière à ce que la lumière du soleil (ou la lumière ambiante de la pièce) soit piégée dans la lame d'échantillon en verre, et ne peut être redirigé vers l'appareil photo du téléphone mobile que s'il heurte un objet de l'échantillon. Si la lame d'échantillon est vide, le fond est sombre (d'où fond noir). S'il y a un objet, il brille sur le fond sombre, et en tant que tel, c'est un excellent moyen de détecter des objets vraiment subtils tels que des cellules (qui sont pour la plupart de l'eau) assises dans l'eau.

Ce que nous espérons, c'est que notre conception, ou quelque chose comme ça, s'habitue à ultra simple, appareils basés sur des téléphones portables bon marché et robustes - que ce soit pour des diagnostics médicaux dans des zones mal desservies telles que l'outback australien et l'Afrique centrale, ou la surveillance des populations de micro-organismes dans les sources d'eau locales.

Nous avons publié le design en ligne afin que tout le monde puisse l'imprimer et le modifier en fonction de ses besoins. Cette partie est importante car la mission de la microscopie low-cost est de faciliter l'accès à cet équipement de haute technologie. Ceci est mieux accompli lorsque chacun a la possibilité d'en faire un pour lui-même ou de l'adapter librement.

Le clip peut être imprimé à l'aide de n'importe quelle imprimante 3D - nous préférons la famille d'imprimantes Formlabs - et vous aurez besoin de résine noire. Le coût en résine par clip est généralement de quelques dollars au maximum. Vous aurez également besoin d'un objectif à mettre dans le clip. Nous achetons le nôtre auprès d'un détaillant en ligne, puis retirons l'objectif du module de caméra.

Cet article a été initialement publié sur The Conversation. Lire l'article original.