En el siglo XVII, Antoni van Leeuwenhoek construyó microscopios mucho más potentes que los de sus competidores. Aunque lograba ampliar preparaciones hasta 270 veces, no estaba claro cómo fabricaba lentes tan perfectas. Investigaciones recientes con intensos haces de neutrones en el Reactor Institute de Delft demuestran que alcanzó esa calidad sin igual mediante el pulido.
El dispositivo de latón que se sujeta entre dos dedos no se parece en nada a un microscopio moderno. El comerciante y microbiólogo holandés fabricó más de quinientos ejemplares en el siglo XVII, y con ellos realizó descubrimientos asombrosos gracias a su sorprendente rendimiento óptico. Fue el primero en observar los glóbulos rojos, los espermatozoides en movimiento y estructuras en diversos tejidos biológicos. Sus instrumentos abrieron un mundo nuevo y lo hicieron famoso a nivel mundial.
Hasta ahora, se desconocía el proceso exacto para crear las diminutas lentes, de apenas unos milímetros. El esmerilado de vidrio parece obvio, pero se sabía poco de sus técnicas. Van Leeuwenhoek hablaba de soplado de vidrio, aunque podría haber sido una estrategia para despistar a la competencia.
Investigadores del Rijksmuseum Boerhaave (que conserva cuatro microscopios de Van Leeuwenhoek) y del Reactor Institute Delft han aclarado la forma precisa de esas lentes. Escanearon dos microscopios con un intenso haz de neutrones y pudieron observar a través de las placas metálicas que sujetan las lentes. Esto ofrece una visión rara del método de producción de sus lentes y microscopios.
Misterio
Los hallazgos de Van Leeuwenhoek causaron sensación, pero él siempre fue muy reservado con sus instrumentos, probablemente por miedo a la competencia. “Es fácil contar con una mano las fuentes que describen sus técnicas”, afirma Tiemen Cocquyt, conservador del Rijksmuseum Boerhaave. “A pesar de las solicitudes de la Royal Society de Inglaterra, con la que correspondía, Van Leeuwenhoek guardó la mayor parte de la información para sí mismo. Ni siquiera quería vender sus microscopios a monarcas visitantes”.
Afortunadamente, los microscopios han sobrevivido y contienen pistas sobre su fabricación. De los más de quinientos que hizo, solo quedan once. Investigar sus lentes es complicado: “Están atrapadas entre dos placas metálicas y la parte visible suele medir menos de medio milímetro. Abrirlas no es una opción y muchas técnicas de escaneo no pueden atravesar el metal”, explica Cocquyt.
Cocquyt se mostró entusiasmado cuando el Reactor Institute Delft le propuso escanear los objetos con los haces de neutrones más intensos de su reactor nuclear, un método ya probado en varios artefactos metálicos.
Los neutrones, partículas sin carga que se encuentran en los núcleos atómicos, se generan en reacciones nucleares del uranio del reactor y se disparan contra el objeto a gran velocidad. Al no poseer carga, atraviesan fácilmente los metales, salvo cuando chocan con un núcleo atómico, momento en el que cambian de dirección como una pequeña bola de billar. Los neutrones reflejados se recogen con un detector y revelan información sobre la composición y la estructura del objeto. Iluminando el objeto desde distintos ángulos se crea una imagen tridimensional con una resolución de hasta 0,05 mm.
Destacados por los editores
Medicina – ¿Qué hacen los microplásticos en mi protector solar?
Astronomía – Sol, mar y ciencia
Biología – Expedición a tierras que se derriten
Pulido versus soplado de vidrio
La forma de la lente se deduce del escaneo preciso. “Observamos una lente clara con un borde definido”, señala Cocquyt. “Es improbable obtener esa forma mediante soplado; ese proceso suele producir lentes más convexas y sin bordes. Visité a artesanos vidrieros y la curvatura uniforme hasta el borde indica claramente un trabajo de pulido”.
La universidad de Delft anunció que se había resuelto un misterio de 350 años, aunque quedan preguntas, como la forma en que Van Leeuwenhoek manipulaba sus lentes. En cualquier caso, su destreza era notable. “La calidad varía entre lentes, pero todas son sorprendentemente buenas. Fue un artesano que, usando técnicas tradicionales, logró crear lentes que alcanzaban casi el límite óptico. Incluso un siglo después, otros no pudieron igualar esa calidad”, comenta Cocquyt. “No descartamos que también hubiera soplado vidrio, pero no para estos microscopios, sino para otras piezas”.
Objeto radiactivo
El resultado fue positivo, aunque Cocquyt expresó su duda inicial: “¿Queréis exponer una pieza histórica a la radiación, arriesgando que se vuelva radiactiva?”. “No importa cuán valiosa sea la pieza, no se puede recuperar si se vuelve radiactiva”. Al final, el equipo del Reactor Institute Delft garantizó que los microscopios saldrían tan radiactivos como entraron.
Dependiendo de la composición, el haz de neutrones rápidos puede activar el material. Cuando un neutrón es absorbido por un núcleo y luego reemitido, se genera radioactividad. “La mayoría de los neutrones abandonan el material casi de inmediato, y la radioactividad adicional desaparece rápidamente”, explica Lambert van Eijck, investigador del Reactor Institute Delft. “El cobre de la aleación de latón puede permanecer radiactivo más tiempo; con una vida media de 12 horas, después de cinco días (diez vidas medias) ya no medimos aumento de radiactividad”.
Esa radioactividad transitoria ayuda a determinar la composición exacta del microscopio. Los investigadores se centraron en la lente. “Con espectroscopía gamma detectamos probable presencia de sodio que captó neutrones del haz. Si ese sodio está en el vidrio de la lente, revela información sobre la composición del vidrio utilizado”.
El vidrio del desastre de pólvora
Cocquyt quiere conocer el origen del vidrio. “Probablemente utilizó vidrio destinado a ventanas y vasos. Lo interesante es saber de dónde lo obtuvo. En la época de Van Leeuwenhoek, una explosión en un almacén de pólvora de Delft destruyó parte de la ciudad, dejando fragmentos de vidrio por todas partes. Algunos sospechan que ese fue el suministro para sus microscopios. Nuestra investigación podría aportar indicios en el futuro”.
Se necesitarán más escaneos, también de materiales de referencia. “Creo que tendré que volver a Delft con frecuencia y escanear diferentes tipos de vidrio”, concluye Cocquyt.
