Los neutrones descubren los secretos de los microscopios de Antonie van Leeuwenhoek

Agrandar / Primer microscopio de Antonie van Leeuwenhoek.

Imágenes de Tetra / Getty

A finales del siglo XVII, un drapeador holandés y científico autodidacta llamado Antonie van Leeuwenhoek ganó renombre por construir algunos de los mejores microscopios disponibles en un momento en que el instrumento estaba comenzando a revolucionar la investigación científica. Sin embargo, rara vez divulgó sus métodos de fabricación de lentes, lo que llevó a siglos de especulaciones sobre cómo logró aumentos tan superiores.

Ahora, tomografía de neutrones ha permitido a los científicos de TU Delft en los Países Bajos mirar dentro de los microscopios de van Leeuwenhoek por primera vez. A nuevo artículo publicado en la revista Science Advances revela que, lejos de requerir su propio método secreto de elaboración de lentes, van Leeuwenhoek fue un maestro artesano que pudo lograr sus extraordinarios aumentos puliendo y perfeccionando los métodos típicos de producción de lentes de su época.

No está del todo claro quién inventó el primer microscopio de buena fe, pero los contendientes para la afirmación incluyen a un fabricante holandés de gafas de finales del siglo XVI llamado Zacharias Janssen, un fabricante de gafas rival vecino llamado Hans Lipperhey, y un ingeniero e inventor holandés llamado Cornelis Drebbel. Galileo notó el principio básico en algún momento después de 1610 y construyó su propio microscopio compuesto después de ver uno de los instrumentos de Drebbel en exhibición en Roma en 1624. Lo llamó el “guiño” o “ojo pequeño “.

Científico inglés Robert Hooke fue uno de los primeros en realizar mejoras significativas en el diseño básico. Era un pulidor de lentes hábil, lo que resultó en un mejor aumento, y su formación inicial como dibujante le permitió representar lo que veía bajo el microscopio en dibujos de exquisito detalle. Publicó su obra magna, Micrografía, en enero de 1665, ilustrado con 58 impresionantes grabados, incluida su famosa representación de una pulga ampliada.

El propio interés de Van Leeuwenhoek en la fabricación de lentes surgió de su deseo de ver más claramente la calidad del hilo que usaba en su negocio de cortinas, y cuando se enteró de las maravillas de la microscopía, fue un gran admirador de Hooke Micrografía—Comenzó a hacer sus propias mejoras. Construyó más de 500 microscopios en su vida, aunque solo unos pocos han sobrevivido. Se montó una sola lente en un pequeño orificio en la placa de latón que forma el cuerpo del instrumento, y la muestra se montó en una punta afilada justo en frente de ella. La posición y el enfoque se pueden ajustar girando dos tornillos. Todo el instrumento tenía solo de 3 a 4 pulgadas de largo.

El famoso dibujo de Robert Hooke de una pulga, visto a través de un microscopio.
Agrandar / El famoso dibujo de Robert Hooke de una pulga, visto a través de un microscopio.

Dominio publico

Van Leeuwenhoek usó sus microscopios para estudiar los protozoos que se encuentran en el agua de los estanques, tejidos animales y vegetales, cristales minerales y fósiles. Descubrió criaturas microscópicas como los nematodos, así como las células sanguíneas, y fue el primero en ver espermatozoides vivos de animales. Para 1683, había girado el instrumento sobre sí mismo para estudiar la placa entre los dientes, y también observó una gran cantidad de bacterias en la boca de dos hombres mayores que nunca se habían limpiado los dientes en sus vidas, la primera observación de bacterias vivas jamás registrada. . Incluso experimentó con el uso del óvulo de un bacalao y las córneas de libélulas como lentes de origen biológico, logrando generar imágenes claras de la llama de una vela con este último.

Sus microscopios eran poco más que potentes lupas de mano, pero, no obstante, se consideraban los mejores de su época. Pudo lograr un poder de aumento hasta 270 veces mayor que el tamaño real de la muestra, utilizando una sola lente, con imágenes más claras y brillantes que las logradas por cualquiera de sus colegas.

Sin duda, Van Leeuwenhoek era experto en pulir y pulir lentes, y es probable que muchos de sus instrumentos contuvieran estos lentes de tierra. También experimentó con lentes en forma de bola al principio de su carrera, lo que implicó derretir y recolectar vidrio en la punta de una aguja. Sin embargo, van Leeuwenhoek escribió que el vidrio sufría contaminaciones y que pronto abandonó el método. Pero también insinuó que había inventado su propio método avanzado de soplado de vidrio “con el que se podían producir lentes no esféricos”, una observación que ha llevado a especulaciones considerables a lo largo de los siglos sobre una “técnica secreta” perdida para la posteridad.

Once de los microscopios de van Leeuwenhoek han sobrevivido, pero como encajó sus lentes entre dos placas de metal aseguradas con remaches, con un solo orificio diminuto de aproximadamente medio milímetro de diámetro, habría que desarmar los microscopios para acceder a las lentes, y ningún museo consideraría dañar un artefacto tan invaluable de esta manera. Entonces los científicos de TU Delft propuesto usando una técnica de imagen no invasiva llamada tomografía de neutrones, similar en concepto a Tomografía de rayos x.

Esto hace posible obtener una imagen de la forma completa de la lente, ya que los neutrones producen un mayor contraste entre las placas de metal y el vidrio del interior. El objeto se gira 180 grados en un haz de neutrones mientras una cámara toma múltiples fotografías, y las imágenes 2D resultantes se pueden usar para construir una imagen 3D del objeto en la computadora.

La imagen en 3D de uno de los microscopios de la colección del Rijksmuseum Boerhaave mostró que este instrumento de potencia media contenía una lente con forma de lenteja consistente con los métodos estándar de pulido y pulido de la época. Los autores señalan en su artículo que los datos también muestran el gran cuidado y precisión que van Leeuwenhoek puso en práctica al elaborar sus instrumentos. “A juzgar por las copias conservadas, cada microscopio que produjo van Leeuwenhoek tenía una lente con una curvatura y un aumento distintos”, escribieron. “El ajuste apretado de la lente que muestra el tomograma sugiere que las placas de latón fueron especialmente adaptadas para sostener esta lente específica”.

El equipo de TU Delft también tomó imágenes del microscopio superviviente conocido de mayor potencia, que se encuentra en el Museo de la Universidad de Utrecht. Esto reveló que el microscopio de Utrecht no contiene una lente de tierra en forma de lenteja; más bien, sostiene una lente en forma de bola con un diminuto hilo de vidrio conectado a ella, el tipo de lente que se produce mediante los métodos de soplado de vidrio. Lo más interesante es que la forma de esa lente se ajusta a una “receta” de lentes de fusión de vidrio publicada por Hooke en 1678, que consistía en convertir el extremo de un hilo de vidrio delgado en forma de bola fundiéndolo en una llama y usando el tallo restante. como asa para montar la lente.

Era una variación de una técnica que Hooke había descrito anteriormente en Micrografía, que es anterior a los instrumentos de van Leeuwenhoek, por lo que el pañero habría estado familiarizado con el principio básico. El método de Hooke también produjo lentes en forma de bola libres de las contaminaciones que estropearon los métodos anteriores de soplado de vidrio con los que van Leeuwenhoek dijo que había experimentado y encontrado deficiencias. Siempre guardaba un extraño silencio sobre los métodos de fabricación de lentes de Hooke.

“Ahora podemos asumir que el silencio de van Leeuwenhoek fue una elección deliberada”, escribieron los autores. “Van Leeuwenhoek adoptó el procedimiento de fabricación de lentes de Hooke poco después de publicarlo, y lo llevó a un gran éxito, pero nunca se lo contó a nadie. Esto es irónico, ya que Hooke siempre quiso descubrir el secreto de los lentes de van Leeuwenhoek, pero nunca logré hacerlo “.

En conjunto, esta investigación “ha ofrecido una prueba visualmente concluyente de que van Leeuwenhoek no se limitó a un solo tipo de lente para hacer sus descubrimientos pioneros, sino que adoptó distintos procedimientos de fabricación de lentes que circularon en ese momento, y los integró en sus microscopios. “escribieron los autores. “Van Leeuwenhoek estaba lejos de ser el erudito aislado que a menudo se dice que es; más bien, su secreto sobre sus lentes fue motivado por un intento de ocultar su deuda con Hooke”.

Sus hallazgos también sirven como testimonio de su habilidad para impulsar los métodos y diseños existentes a su máximo potencial, perfeccionado durante muchos años de construcción de cientos de microscopios. “Fue la artesanía y el cuidadoso control de apertura lo que marcó la diferencia”, concluyeron los autores. Van Leeuwenhoek parece haber dominado por completo estas técnicas de molienda y armazón, haberlas combinado con las aberturas apropiadas y haberlas llevado a la perfección, lo que resultó en la superioridad de sus microscopios icónicos, en los que toda la atención y los esfuerzos se dirigieron hacia su un componente esencial: la lente “.

DOI: Science Advances, 2021. 10.1126 / sciadv.abf2402 (Acerca de los DOI).


Source: Ars Technica by arstechnica.com.

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