I ricercatori del College of Engineering della Purdue University stanno sviluppando innovazioni brevettate e in attesa di brevetto che rendono i microscopi 3D più veloci da utilizzare e meno costosi da produrre.
I tradizionali microscopi 3D con ampia profondità di campo vengono utilizzati nel mondo accademico e industriale, con applicazioni che vanno dalle scienze della vita ai processi di controllo qualità utilizzati nella produzione di semiconduttori. Song Zhang, professore alla Scuola di Ingegneria Meccanica di Purdue, ha affermato che sono troppo lenti per catturare immagini 3D e troppo costosi da costruire a causa della necessità di una fase di traduzione ad alta precisione.
“Tali inconvenienti in un microscopio rallentano il processo di misurazione, rendendone difficile l’utilizzo per applicazioni che richiedono velocità elevate, come il controllo di qualità in situ”, ha affermato Zhang.
La ricerca sul microscopio 3D Purdue e le sue innovazioni è stata pubblicata nella peer-review Lettere di ottica e i numeri di agosto 2023 e marzo 2024 della rivista peer-reviewed Ottica e laser in ingegneria. La National Science Foundation ha assegnato un finanziamento per condurre la ricerca.
L’innovazione Purdue
Zhang ha affermato che il microscopio 3D Purdue completa automaticamente tre passaggi: messa a fuoco su un oggetto, determinazione del processo di acquisizione ottimale e creazione di un’immagine 3D di alta qualità per l’utente finale.
“Al contrario, un microscopio tradizionale richiede agli utenti di seguire attentamente le istruzioni fornite dal produttore per eseguire un’acquisizione di alta qualità”, ha affermato Zhang.
Zhang e i suoi colleghi utilizzano una lente sintonizzabile elettronicamente, o ETL, che modifica il piano focale del sistema di imaging senza parti in movimento. Secondo lui, l’uso dell’obiettivo rende il microscopio 3D più facile da usare e meno costoso da costruire.
“La nostra suite di brevetti copre metodi su come calibrare l’ETL, come creare rapidamente immagini 3D completamente a fuoco e come accelerare il processo di acquisizione dei dati sfruttando le informazioni dell’hardware ETL”, ha affermato Zhang. “Il risultato finale è lo stesso di un microscopio tradizionale: immagini 3D della superficie di una scena. Il nostro è diverso per la sua alta velocità e il costo relativamente basso.”
Le prossime fasi di sviluppo
Zhang e il suo team hanno sviluppato algoritmi e creato un sistema prototipo nel loro laboratorio. Stanno cercando di tradurre la loro ricerca in un prodotto commerciale.
“Ciò richiederà un partner industriale”, ha detto Zhang. “Siamo certamente interessati a contribuire a questo processo, inclusa la condivisione del nostro know-how e dei risultati della ricerca per rendere la transizione agevole”.
Zhang ha rivelato le innovazioni al Purdue Innovates Office of Technology Commercialization, che ha richiesto e ricevuto brevetti per proteggere le molteplici parti della proprietà intellettuale.
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com
