Lente Crafters Circa 1590: Invention of the Microscope
Todos os principais campos da ciência se beneficiaram com o uso de alguma forma de microscópio, uma invenção que remonta ao final do século 16 e um modesto fabricante de óculos holandês chamado Zacharias Janssen. Embora extremamente áspero em qualidade de imagem e ampliação em comparação com as versões modernas, o microscópio Janssen foi, no entanto, um avanço seminal na instrumentação científica.
Janssen era filho de um fabricante de óculos chamado Hans Janssen, em Middleburg, Holanda, e enquanto Zacarias é creditado com a invenção do microscópio composto, a maioria dos historiadores supõe que seu pai deve ter desempenhado um papel vital, já que Zacarias ainda era adolescente na década de 1590. Naquela época, os óculos estavam começando a ser amplamente usados pela população, dando grande atenção à óptica e às lentes. Na verdade, alguns historiadores atribuem aos Janssens e a outro fabricante de óculos holandês, Hans Lippershey, a invenção simultânea, embora independente, do microscópio.
Zacharias Janssen
Os historiadores podem datar a invenção no início de 1590 graças ao diplomata holandês William Boreel, um amigo de longa data da família dos Janssen que escreveu uma carta para o rei francês na década de 1650 detalhando as origens do microscópio. Ele descreveu um dispositivo que se erguia verticalmente de um tripé de latão de quase sessenta centímetros de comprimento. O tubo principal tinha uma ou duas polegadas de diâmetro e continha um disco de ébano em sua base, com uma lente côncava em uma extremidade e uma lente convexa na outra; a combinação de lentes permitiu ao instrumento dobrar a luz e ampliar imagens entre três e nove vezes o tamanho do espécime original.
Nenhum modelo antigo de microscópios Janssen sobreviveu, mas um museu de Middleburg tem um microscópio datado de 1595, com o nome Janssen. O design é um pouco diferente, consistindo em três tubos, dois dos quais são tubos de tração que podem deslizar para o terceiro, que atua como um invólucro externo. O microscópio é portátil e pode ser focado deslizando o tubo de extração para dentro ou para fora enquanto observa a amostra, e é capaz de ampliar imagens em até dez vezes seu tamanho original quando estendido ao máximo.
Tão engenhoso quanto a invenção de Janssen se passaria mais de meio século antes que o instrumento fosse amplamente utilizado entre os cientistas. O cientista de Yorkshire Henry Power foi o primeiro a publicar observações feitas com um microscópio, e em 1661 Marcello Malphigi usou um microscópio para fornecer evidências convincentes em apoio à teoria da circulação sanguínea de Harvey quando descobriu os vasos capilares nos pulmões de uma rã .
O autor da Micrographia, Robert Hooke, foi um dos primeiros a fazer melhorias significativas no design básico, embora tenha contado com o fabricante de instrumentos de Londres, Christopher Cock, para realmente construir os instrumentos. O microscópio de Hooke compartilhava características comuns com os primeiros telescópios : uma ocular para manter a distância correta entre o olho e a ocular, tubos de tração separados para focalizar e uma junta de esfera e soquete para inclinar o corpo. Para a ótica, o Hooke usou uma lente objetiva bi-convexa colocada no focinho, combinada com uma lente ocular e um tubo ou lente de campo. Infelizmente, a combinação fez com que as lentes sofressem de aberrações cromáticas e esféricas significativas, produzindo imagens muito pobres. Ele tentou corrigir as aberrações colocando um pequeno diafragma no caminho óptico para reduzir os raios de luz periféricos e aumentar a nitidez da imagem, mas isso só resultou em amostras muito escuras. Assim, ele passou a luz gerada por uma lamparina a óleo por um copo cheio de água para difundir a luz e iluminar seus espécimes. Mas as imagens permaneceram borradas.
Coube a um cientista holandês, Anton van Leeuwenhoek, fazer mais melhorias. Van Leeuwenhoek às vezes é popularmente creditado com a invenção do microscópio. Ele não era o inventor, mas era um grande admirador da Micrographia, e seus instrumentos eram os melhores de sua época em termos de ampliação: ele alcançou poder de ampliação até 270 vezes maior que o tamanho real da amostra, usando uma única lente. Ele usou seus microscópios para descrever bactérias colhidas em raspagens de dentes e para estudar protozoários encontrados na água do lago.
No início do século 18, os designers de instrumentos britânicos introduziram versões aprimoradas do microscópio tripé inventado por Edmund Culpeper. Outras melhorias incluíram mecanismos avançados de foco, embora o design da lente permanecesse difícil e a maioria dos instrumentos continuasse a ser afetada por imagens borradas e aberrações ópticas. Na primeira metade do século 19, melhorias dramáticas na ótica foram feitas, graças às formulações de vidro avançadas e ao desenvolvimento de lentes objetivas acromáticas.Este último reduziu significativamente a aberração esférica na lente, tornando-a livre de distorções de cor.
O século 20 trouxe a introdução de instrumentos que permitem que a imagem permaneça em foco quando o microscopista muda a ampliação. Graças à resolução amplamente aprimorada, técnicas de aumento de contraste, rotulagem fluorescente, imagem digital e inúmeras outras inovações, a microscopia revolucionou diversos campos como química, física, ciência dos materiais, microeletrônica e biologia.
Hoje, é possível realizar microscopia de fluorescência em tempo real de células vivas em seu ambiente natural, enquanto em 1999 a Intel e a Mattel colaboraram na produção do microscópio de computador Intel Play QX3 de $ 100 (desde então descontinuado), trazendo o instrumento para o mercado consumidor. E no espírito dos primeiros pioneiros da pesquisa microscópica, os cientistas da Florida State University completaram o círculo do campo, transformando seus instrumentos avançados em objetos comuns do dia-a-dia como aquele alimento básico americano, hambúrgueres e batatas fritas, detalhando finas seções de grão de trigo, tecido de cebola, grânulos de amido em tecido de batata e proteínas de queijo cristalizadas.