Fabricação e teste de plataformas de trapping fotoforética automáticas em miniatura

Este protocolo permite que quase qualquer pessoa participe do processo de pesquisa. Esse método democratiza a pesquisa de ponta de uma forma que nunca foi feita antes. A plataforma de teste de trapping fotoforética é barata e pode ser facilmente fabricada ao contrário de muitas outras plataformas usadas para armadilhas fotopforéticas.

As instruções são escritas para que qualquer pessoa possa se envolver com esta tecnologia. Nosso protocolo está focado na criação de nossas plataformas de teste. Alguns conhecimentos prévios de óptica ou ferramentas de fabricação podem ajudar, mas não é necessário.

Inicie a configuração das plataformas de madeira colocando a peça base para baixo com o emblema Y voltado para cima, em seguida, segure as duas peças laterais longas em ambos os lados da base enquanto o primeiro suporte a laser é deslizado no lugar em uma extremidade e o primeiro suporte do tubo de ensaio na outra extremidade. Coloque dois suportes de eletroímã no suporte da câmera garantindo que os suportes do ímã sejam separados por um centímetro de cada lado, em seguida, insira os suportes do ímã e o suporte da câmera como uma unidade ao lado do primeiro suporte do tubo de ensaio espaçado a um centímetro. Em seguida, coloque o segundo suporte do tubo de ensaio após os suportes de eletroímã, de modo que haja um espaço de um centímetro entre o segundo suporte do tubo de ensaio e o segundo suporte de eletroímã.

Se usar o escudo de luz opcional ou bloqueador, deslize o escudo de luz para o lado oposto do suporte da câmera. Deslize o segundo suporte a laser no lugar na distância desejada, dependendo do comprimento do laser. Um trilho óptico pode ser colocado sob todos os suportes para alinhar outros elementos do sistema de trapping.

A colocação ajudará a alinhar a lente com o laser e o tubo de ensaio. Em seguida, coloque o eletroímã nos suportes de eletroímã. Construa o circuito de controle de eletroímã usando um regulador de tensão, uma prancha e alguns fios.

Para isso, coloque o regulador de tensão na prancha de pão para que cada pino esteja em uma linha diferente e ligue o pino de entrada do regulador de tensão a um dos pinos de alimentação de cinco volts na placa de microcontrolador. Ligue o pino ajustado do regulador de tensão para a entrada e saída de propósito geral ou GPIO23 na placa de microcontrolador. Em seguida, conecte o fio de entrada do eletroímã ao pino de saída do regulador de tensão e o fio de saída do eletroímã a um pino de terra no microcontrolador.

Para os preparativos para o teste, coloque a lente dentro do suporte da lente com a ajuda de cola quente. Uma vez feito, coloque o suporte da lente no trilho óptico e o laser no suporte a laser. Em seguida, use a lente e o laser para encontrar o ponto focal do laser e deslize o suporte da lente ao longo do trilho óptico até que o ponto focal esteja centrado sobre o eletroímã.

Marque o ponto focal na base de madeira com um lápis. Para preparar o local de captura, certifique-se de que o laser está devidamente desligado, em seguida, use uma pistola de cola quente para colar um pequeno ímã de botão da mesma polaridade que o eletroímã na superfície plana da plataforma para que o eletroímã repele a plataforma. Cubra uma plataforma cantilever impressa em 3D em papel alumínio preto para proteger a plataforma do derretimento.

Após o revestimento, coloque o tipo de partícula selecionada no lado inclinado da plataforma para testes e, em seguida, insira os braços cantilever no suporte circular com o lado ímã voltado para fora e insira o tubo de ensaio no mesmo suporte circular. Quando feito corretamente, o ímã estará quase tocando o vidro. Coloque o tubo de ensaio no suporte do tubo para centralizar a plataforma sobre o eletroímã.

O cantilever deve parecer estar em uma posição ascendente repelida pelo eletroímã. Complete a configuração colocando a câmera no suporte da câmera para capturar e observar quaisquer armadilhas acima ou ao redor da plataforma. Depois de verificar duas vezes todos os posicionamentos, inicie o teste pressionando Iniciar no ambiente em desenvolvimento ou iniciar o arquivo normalmente a partir do terminal.

Se estiver usando a opção de código alternativo, inicie o teste com o comando do terminal a partir do diretório adequado. Ao correr do terminal, o comando deve incluir o número de testes e o parâmetro no que o teste está focado. Um teste de 10 partículas diferentes foi realizado para encontrar a partícula com a melhor taxa de captura.

Foi encontrado que as nanopartículas de diamante e o toner da impressora eram os dois melhores tipos de partículas. Um segundo teste do tipo de partículas foi realizado com um sistema de detecção de câmeras e as quatro melhores das 10 partículas originais foram testadas. As nanopartículas de diamante ainda eram as melhores, mas tinham uma taxa de captura ligeiramente menor do que antes.

A taxa de captura para diferentes níveis de potência laser foi medida durante o teste de potência a laser. Observou-se que uma alta saída de energia óptica correspondia a uma maior taxa de captura. O laser em potência máxima tinha a maior taxa de captura registrada para este teste.

A coisa mais importante a se lembrar em todo o protocolo é a segurança, particularmente a segurança do laser. Devem ser seguidas as diretrizes adequadas de segurança a laser. Este procedimento facilita a mudança de pequenas variáveis.

Testamos o poder do laser e o tipo de partículas, mas qualquer outra variável como o tipo de lente poderia ser facilmente alterada. Os pesquisadores podem implementar sua versão da técnica para fins acadêmicos e educacionais. Permite que as pessoas façam pesquisas rápidas e significativas.