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Foldscope Ein ist ein einfaches Durchlichtmikroskop das sich insbesondere durch seine niedrigen Kosten und das dafür her

Foldscope

Ein Foldscope ist ein einfaches Durchlichtmikroskop, das sich insbesondere durch seine niedrigen Kosten und das dafür herausragende Auflösungsvermögen auszeichnet. Erstmals bekannt wurde es in Anlehnung an seinen Aufbau als Origami- oder Papiermikroskop.

Foldscope (Faltmikroskop)

Aufgebautes und einsatzbereites Foldscope

Vergrößerung 140-fach
Auflösung 2 μm
Optik sphärische Linse aus Borosilikatglas mit 2,38 mm Durchmesser
Gewicht 15 g
kompatible Objektträger DIN ISO 8037-1

Hintergrund und Entwicklung Bearbeiten

Die Idee zur Entwicklung eines kostengünstigen Mikroskops kam Manu Prakash 2011 bei der Feldforschung in Thailand. Er bemerkte, dass in einem abgelegenen Labor ein sehr teures Mikroskop vorhanden war, mit dem sich allerdings niemand traute zu arbeiten, denn die Laborkräfte hatten vor Augen, dass das Gerät mehr gekostet hatte, als sie in fünf Monaten verdienten. Deswegen wollte er ein erschwingliches Mikroskop entwickeln, das vielseitig und robust genug ist, um unter Feldbedingungen eingesetzt zu werden. Zudem sollte das zu entwickelnde Mikroskop das Gefühl vermitteln, dass es dem jeweiligen Anwender gehört, weshalb Foldscopes bis heute als Bausatz ausgeliefert werden.

Um diesen Anforderungen gerecht zu werden entwickelte er zusammen mit Jim Cybulski die ersten Prototypen, die im Juni 2012 einer breiten Öffentlichkeit vorgestellt wurden. 2014 wurden 60.000 weiterentwickelte Foldscopes in einem Pilotprogramm in über 135 Länder verschickt, um dort von freiwilligen Testern in der Praxis erprobt zu werden. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse flossen in die Weiterentwicklung des Foldscopedesigns ein, das in noch größerem Stil verfügbar werden sollte. Die Herstellung und Verbreitung übernimmt seit Dezember 2015 die eigens zu diesem Zweck gegründete Firma Foldscope Instruments, Inc. Sie produziert Foldscopes im industriellen Maßstab bei Materialkosten von unter 1 € und Fertigungskosten von unter 2 €. Bis Mitte 2019 sollen laut Prognose 1.000.000 Foldscopes produziert und verschickt werden.

Bei der weltweiten Verbreitung wird Foldscope Instruments, Inc., von lokalen Partnerunternehmen unterstützt, die die Gegebenheiten vor Ort kennen und den Vertrieb der Faltmikroskope in ihren jeweiligen Heimatländern übernehmen.

Funktionsweise und Eigenschaften Bearbeiten

Optik Bearbeiten

Die Optik eines Foldscopes orientiert sich an dem Konzept, das Antoni van Leeuwenhoek (1632–1723) in seinen Mikroskopen verwendet hat. Als Linse wird dabei eine sphärische Glasperle verwendet, die dem gleichen Funktionsprinzip unterliegt wie eine Lupe. Rein rechnerisch lässt sich so eine bis 2000-fache Vergrößerung erzielen. Dieser Wert hat allerdings keine praktische Relevanz, da er zu Auflösungen führen würde, die aufgrund physikalischer Grenzen nicht mit Lichtmikroskopen möglich sind. Die aktuell erhältlichen Foldscopes haben eine 140-fache Vergrößerung und eine Auflösung von 2 μm. Sie verwenden eine Linse aus Borosilikatglas mit 2,38 mm Durchmesser.

Mechanik Bearbeiten

Die mechanische Struktur zum Verschieben und Fokussieren des Präparates besteht vollständig aus einem beschichteten Material, das sich wie Papier verarbeiten lässt. Die Konstruktion greift auf Funktionsprinzipien aus dem Origami zurück, um das zweidimensionale Material mit der notwendigen Präzision in eine dreidimensionale Form zu bringen. Die Wahl des Materials macht Foldscopes ungewöhnlich robust: Diese überstehen einen Sturz aus dem dritten Stock unbeschadet.

Komplett aufgebaut passt ein Foldscope in eine Jackentasche.

Erweiterungen Bearbeiten

Mit Magnetkopplern können Foldscopes einfach mit Lichtquellen oder Smartphonekameras verbunden werden.

Mit Hilfe von sogenannten Magnetkopplern kann ein Foldscope einfach mit künstlichen Lichtquellen oder Kameras verbunden werden. Mit helleren Lichtquellen, wie z. B. den Lampen klassischer Smartphones lässt sich die Foldscopeansicht auch auf eine Leinwand projizieren.

Verwendung Bearbeiten

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Neben der ursprünglich beabsichtigten Verwendung in Forschung und für medizinisch-diagnostische Tests unabhängig von der Infrastruktur werden Foldscopes auch in der schulischen Bildung eingesetzt. Durch die niedrigen Kosten ist es möglich, dass Schülerinnen und Schüler eigene Foldscopes zur Verfügung gestellt bekommen bzw. dass Schülerinnen und Schüler die Foldscopes selber erwerben. So haben sie im Anschluss auch außerhalb des Unterrichts die Möglichkeit zum Mikroskopieren.

In Deutschland ist die Junior-Uni Wuppertal eine der ersten Institutionen, die Foldscopes verwenden. Ab Februar 2020 bietet sie einen Kurs an, in dem die Teilnehmenden eigene Foldscopes aufbauen und nach Abschluss des Kurses behalten und mit nach Hause nehmen können.

Beispielaufnahmen Bearbeiten

Die folgenden Bilder wurden durch ein Foldscope aufgenommen:

Weblinks Bearbeiten

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. James S. Cybulski, James Clements, Manu Prakash: Foldscope: Origami-Based Paper Microscope. In: PLoS ONE. Band 9, Nr. 6, 18. Juni 2014, ISSN 1932-6203, S. e98781, doi:10.1371/journal.pone.0098781, PMID 24940755, PMC 4062392 (freier Volltext) – (plos.org [abgerufen am 29. November 2019]).
  2. ↑ Carolyn Kormann: A Microscope to Save the World. 14. Dezember 2015, ISSN 0028-792X (newyorker.com [abgerufen am 1. Dezember 2019]).
  3. ↑ Manu Prakash: A 50-cent microscope that folds like origami. Abgerufen am 6. Dezember 2019 (englisch).
  4. ↑ Our Story. In: foldscope.com. Abgerufen am 6. Dezember 2019 (amerikanisches Englisch).
  5. Foldscope Store. Abgerufen am 6. Dezember 2019 (amerikanisches Englisch).
  6. Foldscope Distributors. Foldscope Instruments, Inc., abgerufen am 1. Dezember 2019 (amerikanisches Englisch).
  7. Über jot:entdecken. jot:entdecken, abgerufen am 6. Dezember 2019 (deutsch).
  8. Das 1-Dollar-Origami-Mikroskop. In: Technology Review – Das Magazin für Innovation. heise online, 26. März 2014, abgerufen am 6. Dezember 2019.
  9. Magnify your curiousity. Foldscope Instruments, Inc., abgerufen am 6. Dezember 2019 (amerikanisches Englisch).
  10. FAQ. Foldscope Instruments, Inc., abgerufen am 7. Dezember 2019 (amerikanisches Englisch).
  11. Christoph Seidler: Billiggerät: Origami-Mikroskop verblüfft mit 2000-facher Vergrößerung. In: Spiegel Online. 19. Juni 2014 (spiegel.de [abgerufen am 6. Dezember 2019]).
  12. Michael Böddecker: Foldscope - Mikroskop für die Jackentasche. In: Deutschlandfunk. 21. Dezember 2016, abgerufen am 6. Dezember 2019 (deutsch).
  13. Jonas Otten: Übersetzung der offiziellen Foldscope-Anleitung. jot:entdecken, abgerufen am 7. Dezember 2019 (deutsch).
  14. Kurs: Auf Achse mit dem Mikroskop - eine Entdeckungsreise im Mikrokosmos. In: Junior-Uni Wuppertal. Abgerufen am 6. Februar 2020.
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Veröffentlichungsdatum:
Ein Foldscope ist ein einfaches Durchlichtmikroskop das sich insbesondere durch seine niedrigen Kosten und das dafur herausragende Auflosungsvermogen auszeichnet 1 Erstmals bekannt wurde es in Anlehnung an seinen Aufbau als Origami oder Papiermikroskop Foldscope Faltmikroskop Aufgebautes und einsatzbereites FoldscopeVergrosserung 140 fachAuflosung 2 mmOptik spharische Linse aus Borosilikatglas mit 2 38 mm DurchmesserGewicht 15 gkompatible Objekttrager DIN ISO 8037 1 Inhaltsverzeichnis 1 Hintergrund und Entwicklung 2 Funktionsweise und Eigenschaften 2 1 Optik 2 2 Mechanik 2 3 Erweiterungen 3 Verwendung 4 Beispielaufnahmen 5 Weblinks 6 EinzelnachweiseHintergrund und Entwicklung BearbeitenDie Idee zur Entwicklung eines kostengunstigen Mikroskops kam Manu Prakash 2011 bei der Feldforschung in Thailand Er bemerkte dass in einem abgelegenen Labor ein sehr teures Mikroskop vorhanden war mit dem sich allerdings niemand traute zu arbeiten denn die Laborkrafte hatten vor Augen dass das Gerat mehr gekostet hatte als sie in funf Monaten verdienten Deswegen wollte er ein erschwingliches Mikroskop entwickeln das vielseitig und robust genug ist um unter Feldbedingungen eingesetzt zu werden Zudem sollte das zu entwickelnde Mikroskop das Gefuhl vermitteln dass es dem jeweiligen Anwender gehort weshalb Foldscopes bis heute als Bausatz ausgeliefert werden 2 Um diesen Anforderungen gerecht zu werden entwickelte er zusammen mit Jim Cybulski die ersten Prototypen die im Juni 2012 einer breiten Offentlichkeit vorgestellt wurden 3 2014 wurden 60 000 weiterentwickelte Foldscopes in einem Pilotprogramm in uber 135 Lander verschickt um dort von freiwilligen Testern in der Praxis erprobt zu werden 4 Die dabei gewonnenen Erkenntnisse flossen in die Weiterentwicklung des Foldscopedesigns ein das in noch grosserem Stil verfugbar werden sollte Die Herstellung und Verbreitung ubernimmt seit Dezember 2015 die eigens zu diesem Zweck gegrundete Firma Foldscope Instruments Inc 4 Sie produziert Foldscopes im industriellen Massstab bei Materialkosten von unter 1 4 und Fertigungskosten von unter 2 5 Bis Mitte 2019 sollen laut Prognose 1 000 000 Foldscopes produziert und verschickt werden 4 Bei der weltweiten Verbreitung wird Foldscope Instruments Inc von lokalen Partnerunternehmen unterstutzt die die Gegebenheiten vor Ort kennen und den Vertrieb der Faltmikroskope in ihren jeweiligen Heimatlandern ubernehmen 6 7 Funktionsweise und Eigenschaften BearbeitenOptik Bearbeiten Die Optik eines Foldscopes orientiert sich an dem Konzept das Antoni van Leeuwenhoek 1632 1723 in seinen Mikroskopen verwendet hat Als Linse wird dabei eine spharische Glasperle verwendet die dem gleichen Funktionsprinzip unterliegt wie eine Lupe Rein rechnerisch lasst sich so eine bis 2000 fache Vergrosserung erzielen 8 Dieser Wert hat allerdings keine praktische Relevanz da er zu Auflosungen fuhren wurde die aufgrund physikalischer Grenzen nicht mit Lichtmikroskopen moglich sind Die aktuell erhaltlichen Foldscopes haben eine 140 fache Vergrosserung und eine Auflosung von 2 mm 9 Sie verwenden eine Linse aus Borosilikatglas mit 2 38 mm Durchmesser 10 Mechanik Bearbeiten Die mechanische Struktur zum Verschieben und Fokussieren des Praparates besteht vollstandig aus einem beschichteten Material das sich wie Papier verarbeiten lasst Die Konstruktion greift auf Funktionsprinzipien aus dem Origami zuruck um das zweidimensionale Material mit der notwendigen Prazision in eine dreidimensionale Form zu bringen 3 Die Wahl des Materials macht Foldscopes ungewohnlich robust Diese uberstehen einen Sturz aus dem dritten Stock unbeschadet 11 Komplett aufgebaut passt ein Foldscope in eine Jackentasche 12 Erweiterungen Bearbeiten nbsp Mit Magnetkopplern konnen Foldscopes einfach mit Lichtquellen oder Smartphonekameras verbunden werden Mit Hilfe von sogenannten Magnetkopplern kann ein Foldscope einfach mit kunstlichen Lichtquellen oder Kameras verbunden werden Mit helleren Lichtquellen wie z B den Lampen klassischer Smartphones lasst sich die Foldscopeansicht auch auf eine Leinwand projizieren 13 Verwendung Bearbeiten nbsp Dieser Artikel oder nachfolgende Abschnitt ist nicht hinreichend mit Belegen beispielsweise Einzelnachweisen ausgestattet Angaben ohne ausreichenden Beleg konnten demnachst entfernt werden Bitte hilf Wikipedia indem du die Angaben recherchierst und gute Belege einfugst Neben der ursprunglich beabsichtigten Verwendung in Forschung und fur medizinisch diagnostische Tests unabhangig von der Infrastruktur werden Foldscopes auch in der schulischen Bildung eingesetzt 2 Durch die niedrigen Kosten ist es moglich dass Schulerinnen und Schuler eigene Foldscopes zur Verfugung gestellt bekommen bzw dass Schulerinnen und Schuler die Foldscopes selber erwerben So haben sie im Anschluss auch ausserhalb des Unterrichts die Moglichkeit zum Mikroskopieren In Deutschland ist die Junior Uni Wuppertal eine der ersten Institutionen die Foldscopes verwenden Ab Februar 2020 bietet sie einen Kurs an in dem die Teilnehmenden eigene Foldscopes aufbauen und nach Abschluss des Kurses behalten und mit nach Hause nehmen konnen 14 Beispielaufnahmen BearbeitenDie folgenden Bilder wurden durch ein Foldscope aufgenommen nbsp Farnrhizom nbsp Knoblauchzellen nbsp Zellen der Haut einer Tomate nbsp Zellen und Zellkerne einer roten Zwiebel nbsp Haare durch ein Foldscope nbsp Adern eines Bienenflugels aufgenommen durch ein FoldscopeWeblinks BearbeitenFoldscope Website jot entdecken deutscher Foldscope Handler Einzelnachweise Bearbeiten James S Cybulski James Clements Manu Prakash Foldscope Origami Based Paper Microscope In PLoS ONE Band 9 Nr 6 18 Juni 2014 ISSN 1932 6203 S e98781 doi 10 1371 journal pone 0098781 PMID 24940755 PMC 4062392 freier Volltext plos org abgerufen am 29 November 2019 a b Carolyn Kormann A Microscope to Save the World 14 Dezember 2015 ISSN 0028 792X newyorker com abgerufen am 1 Dezember 2019 a b Manu Prakash A 50 cent microscope that folds like origami Abgerufen am 6 Dezember 2019 englisch a b c d Our Story In foldscope com Abgerufen am 6 Dezember 2019 amerikanisches Englisch Foldscope Store Abgerufen am 6 Dezember 2019 amerikanisches Englisch Foldscope Distributors Foldscope Instruments Inc abgerufen am 1 Dezember 2019 amerikanisches Englisch Uber jot entdecken jot entdecken abgerufen am 6 Dezember 2019 deutsch Das 1 Dollar Origami Mikroskop In Technology Review Das Magazin fur Innovation heise online 26 Marz 2014 abgerufen am 6 Dezember 2019 Magnify your curiousity Foldscope Instruments Inc abgerufen am 6 Dezember 2019 amerikanisches Englisch FAQ Foldscope Instruments Inc abgerufen am 7 Dezember 2019 amerikanisches Englisch Christoph Seidler Billiggerat Origami Mikroskop verblufft mit 2000 facher Vergrosserung In Spiegel Online 19 Juni 2014 spiegel de abgerufen am 6 Dezember 2019 Michael Boddecker Foldscope Mikroskop fur die Jackentasche In Deutschlandfunk 21 Dezember 2016 abgerufen am 6 Dezember 2019 deutsch Jonas Otten Ubersetzung der 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