06.07.2021 - Georg-August-Universität Göttingen

Forscher bauen voll funktionsfähiges, hochauflösendes Mikroskop aus Lego und Handyteilen

Für ein besseres Technikverständnis - aufschlussreich, lehrreich und lustig

Die Mikroskopie ist ein unverzichtbares Werkzeug in vielen Bereichen von Wissenschaft und Medizin. Viele Menschen haben jedoch aufgrund der Kosten und Zerbrechlichkeit dieser Technologie nur begrenzten Zugang zu ihr. Forschern der Universitäten Göttingen und Münster ist es nun gelungen, selbst ein hochauflösendes Mikroskop zu bauen – mit nichts weiter als Legosteinen und günstigen Teilen aus einem Handy. Anschließend konnten sie zeigen, dass Kinder im Alter von 9 bis 13 Jahren nach dem Bau und der Arbeit mit dem Mikroskop ein deutlich besseres Verständnis für die Mikroskopie hatten. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift The Biophysicist veröffentlicht.

Die Forscher entwarfen ein voll funktionsfähiges, hochauflösendes Mikroskop mit Fähigkeiten, die denen eines modernen Forschungsmikroskops nahe kommen. Bis auf die Optik handelt es sich bei allen Bauteilen des Mikroskops um Legosteine. Das Team erkannte, dass die Linsen in modernen Smartphone-Kameras, die rund vier Euro pro Stück kosten, von so hoher Qualität sind, dass sie es ermöglichen, sogar einzelne Zellen aufzulösen. Die Wissenschaftler erstellten eine eigene Anleitung zum Bau des Mikroskops sowie ein Schritt-für-Schritt-Video, das durch den Bauprozess führt und gleichzeitig die relevanten optischen Eigenschaften eines Mikroskops vermittelt.

Das Verständnis der Kinder maßen die Forscher anhand von Fragebögen, die sie einer Gruppe von Neun- bis Dreizehnjährigen vorlegten. Dabei fanden sie heraus, dass Kinder, denen die Teile und Pläne zum Selbstbau des Mikroskops gegeben wurden, ihr Wissen über Mikroskopie durch den Bau und die Beschäftigung damit signifikant erhöht hatten. Für diese spezielle Studie profitierten die Forscher, deren tägliche Arbeit sich auf grundlegende biophysikalische Prozesse konzentriert, vom Input und der Begeisterung ihres zehnjährigen Co-Autors.

„Ein naturwissenschaftliches Verständnis ist entscheidend für die Entscheidungsfindung und bringt viele Vorteile im Alltag, zum Beispiel im Hinblick auf Problemlösung und Kreativität“, erläutert Prof. Dr. Timo Betz von der Fakultät für Physik der Universität Göttingen. „Dennoch stellen wir fest, dass viele Menschen, auch Politikerinnen und Politiker, sich ausgeschlossen fühlen oder keine Möglichkeiten haben, sich mit wissenschaftlichem oder kritischem Denken zu beschäftigen. Wir wollten einen Weg finden, um die natürliche Neugier zu fördern, den Menschen zu helfen, grundlegende Prinzipien zu begreifen und das Potenzial der Wissenschaft zu erkennen.“

Die Forscher blieben mit den Kindern in Kontakt und beobachteten ihre Fortschritte: Nachdem sie die Hauptteile konstruiert hatten, entdeckten sie nach und nach, dass die Linsen als Vergrößerungsgläser fungieren können, dass eine gute Lichtquelle wichtig ist und wie man zwei Lupen richtig ausrichtet. Sobald sie diese Hindernisse überwunden hatten, erzeugten die Linsen eine enorme Vergrößerung. So konnten die Kinder buchstäblich mit dem Mikroskop „spielen“: eigene Anpassungen vornehmen, erkunden, wie die Vergrößerung funktioniert und die spannende Welt des Mikrokosmos für sich entdecken.

„Wir hoffen, dass dieses modulare Mikroskop in Klassenzimmern und zu Hause auf der ganzen Welt eingesetzt wird, um Kinder für die Wissenschaft zu begeistern und zu inspirieren“, so Betz. „Wir haben gezeigt, dass wissenschaftliche Forschung nicht vom täglichen Leben getrennt sein muss. Sie kann aufschlussreich, lehrreich und lustig sein!“

Fakten, Hintergründe, Dossiers
Mehr über Uni Göttingen
  • News

    Neuartiger Quanteneffekt in hauchdünnem Kohlenstoff entdeckt

    Normalerweise hängt der elektrische Widerstand eines Materials stark von dessen Abmessungen und elementarer Beschaffenheit ab. Unter besonderen Umständen kann der Widerstand jedoch einen festen, also quantisierten, materialunabhängigen Wert annehmen. Diese Quantisierung des elektrischen Wid ... mehr

    Leuchtende Aminosäuren

    Chemikern der Universität Göttingen ist es gelungen, die in biologischen Systemen und Arzneimitteln besonders aktive Struktur der Chromone in nur einem Schritt herzustellen – ausgehend von günstigen Startmaterialien. Werden Wirkstoffe traditionell hergestellt, sind häufig viele synthetische ... mehr

    Wie Diphosphor für chemische Reaktion nutzbar wird

    Chemische Synthesen von neuen Wirkstoffen oder Funktionsmaterialien basieren auf der Verwendung molekularer Bausteine. Diese müssen gleichzeitig reaktiv, aber auch stabil genug sein, um den gezielten Einbau in größere Moleküle zu ermöglichen. Ein Forschungsteam der Universität Göttingen und ... mehr

  • Autoren

    Prof. Dr. Gerhard H. Braus

    Gerhard H. Braus, geb. 1957, studierte Biologie und Philosophie an der Albert-Ludwigs-Universität in Freiburg im Breisgau. Promotion (1987) und Habilitation (1992) erfolgten an der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) in Zürich. 1993 folgte er einem Ruf auf eine C3-Professur für Bio ... mehr

    Dr. Jennifer Gerke

    Jennifer Gerke, geb. 1982, studierte Chemie an der Georg-August-Universität Göttingen. Ihre Diplomarbeit befasste sich mit der Isolierung und Strukturaufklärung von Sekundärmetaboliten aus marinen Actinomyceten. Anschließend wechselte sie an das Institut für Mikrobiologie und Genetik, wo si ... mehr

Mehr über WWU Münster