3D 프린터로 만드는 스마트폰 1000배 현미경!

Pacific Northwest National Laboratory라는 곳에 흥미로운 글이 소개되었습니다. [PNNL Smartphone Microscope]라는 제목의 글인데요, 한마디로 3D 프린터와 스마트폰을 이용하여 매우 저렴한 고배율 현미경을 만들 수 있다는 것입니다.


저도 예전에 스마트폰에 장착하여 사용하는 현미경에 대해 포스팅을 한 적이 있었는데요(
7달러짜리 스마트폰용 현미경 렌즈 개봉기 및 개조기!), 요건 좀 다릅니다. 먼저 아래 동영상을 보시죠.



즉, 광학부분으로는 저렴한 유리 구슬(glass beads)를 이용하고, 스마트폰에 장착하는 하우징은 3D 프린터를 이용하여 출력하는 방식인 것이지요.


저로서는 매우 흥미로웠던 것이, 광학부분으로 유리 구슬을 이용한다는 점이었습니다. 보통의 렌즈 형태가 아니어도 확대를 할 수 있나봅니다(호오). 저는 예전부터 물리를 못했습니다;;


시중에서 쉽게 구할 수 있는 유리 구슬로 100배, 350배, 1000배의 배율을 구현할 수 있다고 하는군요. 배율에 해당하는 유리 구슬은 다음과 같습니다.


The 100x version requires a bead with a 3mm diameter
All 350x versions require a bead with approximately 1mm diameter
The 1000x version requires a bead with a 0.3mm diameter.


즉, 100배의 배율은 3mm 지름의 유리 구슬로 구현 가능하고, 약 350배의 배율은 1mm 지름의 유리 구슬로 구현 가능하며, 1000배의 배율은 0.3mm 지름의 유리 구슬로 구현 가능하다고 하는군요.



1000배율로는 탄저균 포자(anthrax spores)나 전염병을 일으키는 세균들(plague cells)을 관찰할 수 있고, 350배율로는 혈액 내의 기생충이나 마시는 물의 원생동물(protozoa) 등을 관찰할 수 있으며 100배율로는 소금결정이나 꽃잎 등을 관찰하는 데 알맞아 아이들 교육용으로도 좋다고 하네요.


그리고 이 방법의 가장 큰 장점은.. 바로 가격입니다. 3D 프린터가 있으면 하우징이야 그냥 뽑으면 되는 것이고, 광학부분이 가격에 큰 영향을 줄텐데요, 원글의 링크에 들어가시면 유리 구슬을 살 수 있는 곳도 링크하고 있습니다. 그중의 한군데에 들어가봤더니.. 3mm Flint Glass Beads / Column Packing 1lb(453.6g)가 $18.75인데요, 여기에 들어있는 유리 구슬 수가 대략 12,500개라고 하는군요. 대략 2만원이라고 가정하고 계산하면 유리 구슬 한개당 1.6원입니다;; 원글에서는 생물학적 용도로 사용시 하나의 검사에서 사용한 현미경을 다른 검사에 사용하면 오염으로 인해 검사가 제대로 진행되지 않거나 시료가 손상될 수 있으므로 disposable, 즉 일회용 현미경으로도 사용한다고 하는군요.



원글에서는 3D 프린터로 출력 가능한, 다양한 기기에 장착할 수 있는 하우징과 아이폰 5S에 장착할 수 있는 하우징의 STL 파일을 제공하고 있습니다.



위 모델은 1000x iPhone 5s의 STL 파일입니다. 0.3mm 지름의 유리 구슬을 오른쪽 작은 구멍에 끼운 후 아이폰 5S에 장착해서 사용할 수 있습니다. 3D 프린터와 유리 구슬만 있다면 이렇게 다운로드 받은 3D 모델링 파일을 3D 프린터로 출력하여 스마트폰 현미경을 바로 만들 수 있는 것이지요.


3D 프린터와 스마트폰으로 1000배율 현미경까지 만들 수 있다니.. 기술의 발전이 정말 놀라운 것 같습니다. 조만간 유리 구슬 구해다가 한번 만들어봐야겠습니다ㅎ


지금까지 메이드인네버랜드였습니다~!


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  1. 동글몽실 2015.05.07 02:44 신고 address / modify or delete / reply

    초점을 어떻게 맞추는지 정말 궁금하네요.
    오오오오오

    • MadeInNeverland 2015.05.07 06:51 신고 address / modify or delete

      저도 직접 해본 것은 아니지만 제가 예전에 만들었던 스마트폰을 이용한 미니 현미경을 예로 들자면, 스마트폰의 자동 포커싱 기능을 사용하여 초점을 잡을 수 있더군요. 그리고 사실 저 bead들을 이용한 것도 어느 정도 초점을 생각해서 선택한 것일 겁니다. 슬라이드와 스마트폰 렌즈가 딱 붙었을 때 잘 나오게 말이죠.

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