水滴顯微鏡問世！讓手機也能成為行動顯微鏡

智慧型手機的應用越來越廣泛，除了一般通話、上網，甚至也能用在科學、醫療等研究！澳洲國立大學應用光學研究室負責人 Steve Lee 博士與他的研究團隊共同研發出「水滴顯微鏡（droplet lenses）」，透過這項技術能夠非常簡易地安裝在智慧型手機，可讓手機相機成為平價、便攜的行動顯微鏡。為解決傳統製作高像素鏡頭高成本且設備複雜的問題，Steve Lee 博士與其研究團隊以新型態方式製作，將液態聚合物滴在載玻片上，並讓載玻片立起，在重力作用下，讓液態聚合物形成水滴狀，再放入烤箱「烘焙」成形，而這樣製作出來的鏡頭能夠達到 160 倍的放大效果，清晰看見小於人類血球細胞的微小組織。

此外，他們也利用 3D 列印技術設計出對應鏡架及 LED 燈，透過這些套件將水滴顯微鏡變成皮膚顯微鏡（Dermascope）。相較傳統皮膚顯微鏡市場價格高達 500 美元，手機水滴顯微鏡製作成本僅 2 美元，適合面向大眾市場推出，而該產品預計最快兩個月後將在募資網站 Kickstarter 上架，向大眾募資。


▲來自澳洲的 Steve Lee 博士，曾至新加坡南洋理工大學攻讀電子工程，後來先後至英國聖安德魯大學主修光學物理、美國哈佛大學研讀生物工程，現為澳洲國立大學應用光學研究室負責人。


▲Steve Lee 博士與其研究團隊花了大約 1 年半的時間，研發出「水滴顯微鏡」，這項創新應用研究成果更榮獲 2014 澳洲核子科學與技術組織所頒發的尤里卡獎（Eureka Prize）。


▲水滴顯微鏡型體相當微小，猶如水滴狀。製作過程主要是將液態聚合物（PDMS 聚二甲矽氧烷）滴在載玻片上，並讓載玻片立起，在重力作用下，讓液態聚合物形成水滴狀，再放入烤箱「烘焙」成形。


▲水滴顯微鏡觸感 Q 彈，直接以外力擠壓並不會讓產品本身變形。


▲為了讓水滴顯微鏡能夠輕易的在手機上使用，Steve Lee 博士與其研究團隊還利用 3D 列印製作出對應鏡架及 LED 燈裝置器。


▲藉由水滴顯微鏡專屬套件直接就能以外掛方式搭配智慧型手機高畫素的相機鏡頭使用，不用額外下載應用程式，就能讓手機變成為「皮膚顯微鏡」。


▲用 3D 列印出來的專屬套件可隨意調整手機上的位置，不過現場實測發現，若手機為弧型設計，或者是手機相機鏡頭過於偏左或偏右，都有可能不適合外掛使用；Steve Lee 博士表示，這個部分還有待改善。

水滴顯微鏡實際測試：



▲水滴顯微鏡能夠達到 160 倍的放大效果，成本僅 2 美元，相較於傳統皮膚顯微鏡的價格高達 500 美元，更適合面向大眾市場推出，甚至能讓一般消費者輕鬆擁有顯微鏡設備。


▲水滴顯微鏡直接拍攝牛仔褲表面的顯示效果，可以清楚看見牛仔褲的紋路。

水滴顯微鏡實拍手指：（點圖可放大看原圖）



水滴顯微鏡顯示效果：



▲Steve Lee 博士同時亦展示，直接用水滴顯微鏡拍攝花粉出來的成果，足以顯其效果並不比傳統顯微鏡差。


▲水滴顯微鏡的創新研發能應用在醫學、教育、農業等領域，再加上其成本並不高，因此更適合應用在資源相對匱乏的開發中國家和偏遠地區。例如，病人可藉由此工具將疑似受感染的皮膚拍成高像素照片並且提供給醫生，讓醫生以遠距的方式直接給予有效的醫療診斷，縮短城鄉醫學差距。

水滴顯微鏡介紹影片：