Investigadores da Universidade de Strathclyde, no Reino Unido, demonstraram que impressoras 3D de baixo custo podem fabricar lentes capazes de elevar a microscopia a patamares de super-resolução, com desempenho superior ao de componentes comerciais e custo inferior a um dólar por peça.
Microscópio de super-resolução com peças a um dólar
O projeto, liderado por Jay Christopher, produziu sistemas multilentes que geram imagens de estruturas celulares com resolução aproximada de 150 nanómetros. Esse valor supera os 237 nm obtidos pelos melhores conjuntos ópticos vendidos atualmente. A equipa integrou as lentes num microscópio baseado na técnica Structured Illumination Microscopy (SIM), que utiliza feixes de luz padronizados em múltiplos pontos focais para iluminar a amostra.
No método SIM, várias imagens são capturadas e combinadas algoritmicamente, revelando detalhes que ficam além do limite de difração da luz. A aplicação de lentes impressas reduziu drasticamente os custos sem comprometer a qualidade, abrindo caminho para equipamentos laboratoriais mais acessíveis em instituições de ensino, clínicas e startups de biotecnologia.
Segundo Christopher, a iniciativa permite que cientistas e empresas criem os próprios componentes ópticos sob medida. A expectativa é que a abordagem incentive o desenvolvimento de ferramentas de imagem adaptadas a necessidades específicas de pesquisa e desenvolvimento de produtos.
Etapas de fabrico eliminam distorções ópticas
O processo começa com o desenho da lente num software CAD comum, seguido da impressão em equipamento padrão por deposição de filamento. Embora o método produza camadas microscópicas visíveis, os investigadores contornaram a dispersão decorrente dessa estrutura em escada por meio de um passo adicional de moldagem.
Primeiro, a lente bruta é impressa. Em seguida, recebe uma camada extra de material em cada face para suavizar irregularidades. Esse acabamento dispensa polimento tradicional, poupando horas de trabalho e mantendo a precisão geométrica. Depois, a equipa cria um molde de silicone da peça refinada e injeta uma resina transparente fotocurável por luz ultravioleta. A solidificação gera uma óptica monolítica livre dos efeitos de difração observados nas amostras impressas diretamente em 3D.
Imagem: Tecnologia & Inovação
Para o microscópio SIM, os cientistas produziram uma matriz de microlentes numa única superfície. Essa configuração possibilita iluminar a amostra em numerosos pontos simultaneamente, acelerando a captura de imagens e aumentando a quantidade de informação disponível para o algoritmo de reconstrução.
Impacto potencial na investigação e na indústria
Além do preço reduzido — cada lente custa menos de US$ 1 —, a abordagem confere flexibilidade de design. Laboratórios podem ajustar curvatura, diâmetro e disposição das microlentes conforme a aplicação, algo inviável com peças de vidro compradas a fornecedores especializados. A personalização facilita a criação de protótipos rápidos, acelera ciclos de testes e diminui barreiras de entrada para grupos com orçamento limitado.
A produção local dos componentes também reduz dependência de cadeias de fornecimento internacionais, fator relevante em cenários de restrições logísticas. Embora o estudo se concentre em microscopia, a técnica é aplicável a outros sistemas ópticos, como sensores, câmaras miniaturizadas ou dispositivos médicos que exijam geometria complexa e tolerância apertada.
Os resultados indicam que impressoras 3D convencionais, combinadas com moldagem em silicone e resinas fotocuráveis, podem alcançar precisão necessária para tarefas que antes dependiam de fábricas especializadas em ótica de vidro. O trabalho oferece um roteiro de baixo custo para expandir a pesquisa em super-resolução e outras áreas que se beneficiam de ópticas personalizadas.
