En el siglo XVII, Antoni van Leeuwenhoek fabricó microscopios mucho mejores que los de sus competidores. No estaba claro cómo fabricaba lentes con las que ampliaba las preparaciones hasta 270 veces. La investigación con intensos rayos de neutrones en el Reactor Institute de Delft muestra que esta calidad insuperable se logró con el rectificado.
El dispositivo de latón que se sujeta entre dos dedos no se parece en nada a un microscopio moderno. El comerciante y microbiólogo holandés Antoni van Leeuwenhoek fabricó más de quinientos de estos dispositivos en el siglo XVII, quien hizo con ellos varios descubrimientos debido a su sorprendente buen rendimiento óptico. Fue el primero en ver glóbulos rojos, espermatozoides en movimiento y estructuras en diversos tejidos biológicos. Un mundo se abrió con los instrumentos de Van Leeuwenhoek, lo hizo mundialmente famoso.
Hasta ahora, no estaba claro cómo Van Leeuwenhoek fabricó estas minúsculas lentes, de sólo unos pocos milímetros de tamaño. Moler trozos de vidrio es obvio, pero se sabe poco sobre sus métodos. Ha hablado de soplado de vidrio, pero la cuestión es si eso es correcto. Sin embargo, puede haber sido un intento de engañar a los fabricantes de microscopios de la competencia.
Investigadores del Rijksmuseum Boerhaave (con cuatro microscopios Van Leeuwenhoek en su poder) y del Reactor Institute Delft ahora están arrojando más luz sobre la forma precisa de las lentes. Escanearon dos microscopios con un intenso haz de los llamados neutrones del reactor y con ello observaron a través de las placas metálicas que sujetan las lentes. Proporciona una visión única del método de producción de las lentes y microscopios de Van Leeuwenhoek.
Misterioso
Los descubrimientos de Van Leeuwenhoek causaron sensación, pero él siempre fue muy reservado con sus instrumentos. Probablemente tenía miedo de la competencia. “Es fácil contar con los dedos de una mano las fuentes sobre las técnicas de Van Leeuwenhoek”, afirma Tiemen Cocquyt, curador del Rijksmuseum Boerhaave. “A pesar de las peticiones de, entre otros, la Royal Society En Inglaterra, con quien mantuvo correspondencia sobre sus descubrimientos, Van Leeuwenhoek se guardó todo lo posible para obtener más información. Van Leeuwenhoek ni siquiera quería vender sus microscopios a las monarcas visitantes”.
Afortunadamente todavía nos quedan los microscopios, que contienen información sobre su método de producción. Aún quedan once de los más de quinientos microscopios que construyó Van Leeuwenhoek, pero la investigación de las lentes es difícil. “Están intercaladas entre dos placas de metal y la pieza visible desde el exterior no suele tener más de medio milímetro de tamaño”, afirma Cocquyt. "Abrir no es una opción y con muchas técnicas de escaneo no se puede ver a través de las placas de metal".
Cocquyt se mostró entusiasmado cuando el Reactor Institute Delft se acercó al museo para preguntarle si querían escanear objetos con los rayos de neutrones más potentes de su reactor nuclear. Un método probado con el que ya se han examinado varios artefactos metálicos. Los neutrones (partículas elementales que normalmente se encuentran en los núcleos atómicos) procedentes de las reacciones nucleares del uranio en el reactor se agrupan para este fin y se disparan contra un objeto a miles de kilómetros por hora.
Los neutrones no tienen carga y, a diferencia de los protones cargados o los rayos X, difícilmente pueden ser detenidos por materiales muy densos como los metales. Por lo general, lo atraviesan a menos que un neutrón golpee un núcleo atómico. En ese momento cambia de dirección como una pequeña bola de billar. Los neutrones reflejados se pueden recoger con un detector detrás del objeto. Luego dicen algo sobre los materiales y la estructura del objeto escaneado. Al iluminar un objeto desde diferentes lados, se crea una imagen tridimensional detallada con una resolución de hasta 0,05 milímetros.
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Molido versus soplado de vidrio
La forma de la lente dentro del microscopio se puede deducir del escaneo preciso. "Vemos una forma de lente clara, con un borde nítido", dice Cocquyt. “Es poco probable que se pueda obtener esa forma mediante el soplado de vidrio. Entonces se espera una forma de lente más convexa, sin bordes. Yo mismo visité a los vidrieros para ver qué hacen con diferentes técnicas. La curvatura uniforme que tiene esta lente hasta el borde indica de manera convincente que se trata de un trabajo de rectificado”.
La Universidad de Delft ya tituló que se ha resuelto un misterio de 350 años, pero aún quedan dudas. Por ejemplo, sobre cómo Van Leeuwenhoek arrastra sus lentes. En cualquier caso, era muy hábil en ello. “La calidad varía según el objetivo, pero se puede decir que son sorprendentemente buenos en todos los ámbitos. Fue un artesano que, utilizando técnicas tradicionales, logró crear lentes que funcionaban casi hasta el límite óptico. Incluso cien años después, otros no podían igualar esta calidad”, afirma Cocquyt. “Por cierto, no podemos descartar la posibilidad de que haya soplado vidrio. No lo hizo con este microscopio, pero hizo muchos más”.
Obra maestra radiactiva
Un buen resultado, pero Cocquyt dice que tenía dudas sobre la pregunta del Instituto Reactor. “¿Quiere exponer una obra histórica a la radiactividad, después de lo cual podría volverse radiactiva?” él dice. “No importa cuán especial sea un objeto, realmente no se puede recuperar si es radiactivo. Al final, la gente del Reactor Institute Delft pudo garantizarnos que los microscopios salen tan radiactivos como entran”.
Dependiendo de su composición, el haz de neutrones rápidos de un reactor nuclear también hace que el material sea radiactivo. Cuando un neutrón golpea un núcleo atómico en el material, puede ser absorbido. Si ese núcleo vuelve a eliminar al neutrón después de un tiempo, estamos lidiando con radiactividad. "La mayoría de los neutrones abandonan el material casi inmediatamente, después de lo cual también desaparece la radiactividad adicional", afirma Lambert van Eijck, investigador del Reactor Institute Delft que llevó a cabo la investigación. “Pero el cobre en el microscopio de latón (una aleación de cobre y zinc – rojo. ) puede permanecer radiactivo durante más tiempo. La única manera de deshacerse de eso es esperar. Con la llamada vida media de doce horas, ya no pudimos medir un mayor nivel de radiactividad después de cinco días o diez vidas medias”.
Esta radiactividad introducida temporalmente es útil para determinar la composición precisa del material del microscopio. Los investigadores se centraron principalmente en la lente. “Utilizando la llamada espectroscopia gamma pudimos descubrir que probablemente haya sodio en el microscopio que captó los neutrones del haz”, afirma Van Eijck. "Aún tenemos que verificarlo, pero si este sodio está en el cristal de la lente, eso dice algo sobre la composición del vidrio utilizado."
Vidrio del desastre de la pólvora
A Cocquyt le gustaría saber más sobre el origen del vidrio. "Probablemente utilizó vidrio que también servía como ventana y vaso para beber", dice Cocquyt. “Lo interesante es de dónde lo sacó. En la época de Van Leeuwenhoek, una instalación de almacenamiento de pólvora en Delft explotó, arrasando parte de la ciudad. Probablemente Delft estaba lleno de cristales rotos. Algunos sospechan que ésta fue la fuente de los microscopios de Van Leeuwenhoek. Quizás nuestra investigación proporcione indicaciones al respecto en el futuro”.
Esto requiere más escaneos, también de material de vidrio como referencia. "Supongo que en un futuro próximo tendré que viajar más a menudo a Delft con diferentes tipos de vidrio", concluye Cocquyt.
