Laboratorijski tehničar koji je postao naučni fotograf napravio je kameru koja nam omogućava da zavirimo u crnu kutiju centrifuge dok ona vrti svoje uzorke.
Video snimci su očaravajući, i što je još važnije, pokazuju nam fluidnu dinamiku sa nivoom detalja koji nikada ranije nismo videli.
Do sada je holandski pronalazač Moris Mikers uključio svoju kameru na poznate tečnosti poput kafe, smutija i ljutog sosa. Ali kamera sa centrifugom može imati sve vrste istraživačkih aplikacija, od proučavanja fizike i genetike, do hrane, tretmana otpadnih voda i još mnogo toga.
Pre nego što se bavio naučnom fotografijom, Mikkers je radio kao laboratorijski tehničar u Holandskom nacionalnom institutu za javno zdravlje i životnu sredinu, gde se bavio dijagnostikom parazita.
Tamo je Mikkers koristio centrifugu bezbroj puta, ali ono što se dešavalo u mašini ostala je misterija crne kutije, u koju je fotograf u njemu uvek želeo da zaviri.
„Dok sam radio u laboratoriji, jednostavno sam imao samo vizuelno znanje o uzorku „pre centrifuge“ i uzorku „postcentrifuge“,“ piše Mikkers u eseju objavljenom za Medium.
Znao je šta proces uključuje u teoriji, iz naučnih ilustracija i animacija: „Međutim, uživo prikaz procesa razdvajanja nikada nisam video uključen“, objašnjava on.
Da bi to i sam uhvatio, Mikkers je petljao mesecima, boreći se sa tehničkim problemima koji nastaju kada pokušate da montirate digitalnu kameru na mašinu koja se okreće tako brzo da proizvodi sile 2.500 puta jače od Zemljine površinske gravitacije – što naravno utiče ne samo na uzorak. koji se snima, ali i sama oprema za snimanje.
Centrifuge rade tako što okreću tečnosti brzinom koja stvara intenzivne centrifugalne sile. Slojevi koji su najudaljeniji od sredine centrifuge doživljavaju ekstremniju centrifugalnu silu od onih koji su bliže sredini, jer je krug koji prave u jednoj rotaciji mnogo veći.
Ovo utiče na čestice u tečnosti različito, u zavisnosti od njihove gustine, uzrokujući da se komponente razdvoje u čiste slojeve, pri čemu se najgušća materija povlači do najudaljenije tačke.
Ova tehnologija je posebno poznata po tome što se koristi za razdvajanje uzorka krvi na crvena krvna zrnca, bela krvna zrnca, trombocite i plazmu, bilo za analizu ili donaciju.
Takođe se koristi za ekstrakciju DNK iz ćelija. Pošto DNK ima manju gustinu od ostalih ćelijskih komponenti, ona se u centrifugi podiže do vrha.
Ova naizgled jednostavna tehnika je fundamentalna za skoro sve genetske analize i istraživanja, od mapiranja genoma vrsta do otkrivanja virusa, parazita i bakterija u ljudskom telu, do preciziranja, pa čak i podešavanja kodova koji definišu naše fizičke osobine.
Neke tečnosti uhvaćene Mikkersovom kamerom se ne odvajaju, ali pokazuju zanimljivu dinamiku fluida koja se ranije nije mogla posmatrati na ovaj način.
Na primer, snimak pre i posle ne nudi ni nagoveštaj očaravajuće vrtloge gela za tuširanje izloženog sili od 2500 g.
Centrifuge su čak integrisane u nauku o hrani, a Mikkersovi video snimci izazivaju interesovanje Alvara Martina, fizičara fluida sa Univerziteta Tvente u Holandiji, koji je diskutovao o snimku u prezentaciji o dinamici kulinarske tečnosti.
„Snimak sa kamere centrifuge je iznenađujući za sve dinamičare fluida zbog količine pokreta prisutnog u većini video zapisa, daleko od nežnog pokreta razdvajanja i upornog nekoliko minuta“, kaže Martin.
Dakle, da vide šta se zapravo dešava unutar tog malog ciklusa okretanja je prilično velika stvar za istraživače u svim vrstama oblasti – genetike, fizike, umetnosti, pa čak i tretmana otpadnih voda.
Mikkers trenutno sarađuje sa reologom Lorenzom Botom sa Tehnološkog univerziteta Delft u Holandiji, na projektu koji nazivaju „Sludgecam“, koji istražuje potencijalnu primenu ove tehnologije u obnavljanju vrednih resursa iz mulja otpadnih voda.
Kada se voda ukloni iz kanalizacije, ono što ostaje je odvratan, smrdljiv i opasan mulj koji se sve više prepoznaje kao ‘zlatni rudnik’ hranljivih materija i minerala, da ne pominjemo sintetičke materijale poput polimera.
Projekat ima za cilj stvaranje pametne kamere za centrifugu koja će pomoći operaterima postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda da prilagode način na koji tretiraju mulj na osnovu onoga što se zapravo nalazi u njemu.
„Ovo je prvi put da istraživači mogu da vide šta se dešava unutar laboratorijske centrifuge dok se ona okreće, a to će dati mnoge uvide koji se mogu primeniti ne samo na tretman otpadnih voda, već i na druge primene kao što su biotehnologija i prerada hrane“, kaže Botto.
Jedva čekamo da vidimo više.
