Van Leeuwenhoeks superieure lenzen geven productiegeheim prijs

Het apparaatje van messing dat je tussen twee vingers klemt, lijkt in de verste verte niet op een moderne microscoop. De Nederlandse handelsman en microbioloog Antoni van Leeuwenhoek maakte in de 17e eeuw ruim vijfhonderd van deze apparaatjes, die er door de verrassend goede optische prestaties meerdere ontdekkingen mee deed. Hij zag als eerste rode bloedcellen, bewegende zaadcellen, en structuren in verschillende biologische weefsels. Met Van Leeuwenhoeks instrumenten ging een wereld open, het maakte hem wereldberoemd.

Geheimzinnig

Van Leeuwenhoeks ontdekkingen waren een sensatie, maar hijzelf deed altijd erg geheimzinnig over zijn instrumenten. Waarschijnlijk was hij bang voor concurrentie. “De bronnen over de technieken van Van Leeuwenhoek zijn makkelijk op een hand te tellen”, zegt Tiemen Cocquyt, conservator van Rijksmuseum Boerhaave. “Ondanks de verzoeken vanuit onder andere de Royal Society in Engeland –met wie hij correspondeerde over zijn ontdekkingen – voor meer informatie hield Van Leeuwenhoek zoveel mogelijk voor zichzelf. Zelfs aan bezoekende vorsten wilde Van Leeuwenhoek zijn microscopen niet verkopen.”

Gelukkig hebben we de microscopen nog, die informatie bevatten over hun productiemethode. Van de ruim vijfhonderd microscopen die Van Leeuwenhoek maakte zijn er nog elf over, maar onderzoek naar de lensjes is lastig. “Ze zijn ingeklemd tussen twee metalen plaatjes en het stukje dat van buitenaf zichtbaar is, is doorgaans niet meer dan een halve millimeter groot”, zegt Cocquyt. “Openmaken is geen optie en met veel scantechnieken kijk je niet door de metalen plaatjes heen.”

Cocquyt was enthousiast toen het Reactor Instituut Delft het museum benaderde met de vraag of ze objecten wilden scannen met de sterkste neutronenbundels uit hun kernreactor. Een beproefde methode waarmee al meerdere metalen kunstvoorwerpen zijn doorgelicht. Neutronen (elementaire deeltjes die je normaal gesproken vindt in atoomkernen) uit de kernreacties van het uranium in de reactor, worden hiervoor gebundeld en met duizenden kilometers per uur op een object afgeschoten.

De neutronen zijn ladingloos en laten zich – in tegenstelling tot geladen protonen of röntgenstraling – nauwelijks tegenhouden door zeer dichte materialen zoals metalen. Ze vliegen er doorgaans dwars doorheen, tenzij een neutron een atoomkern raakt. Op dat moment verandert hij als een klein biljartballetje van richting. Met een detector achter het object zijn de afgekaatste neutronen op te vangen. Zij vertellen vervolgens iets over de materialen en de structuur van het gescande object. Door een object van verschillende kanten door te lichten, ontstaat een gedetailleerd driedimensionaal beeld met een resolutie tot wel 0,05 millimeter.

Slijpen versus glasblazen

Uit de accurate scan is de vorm van de lens binnenin de microscoop op te maken. “We zien een duidelijke lensvorm, met een scherp randje”, zegt Cocquyt. “Het is niet waarschijnlijk dat je zo’n vorm via glasblazen krijgt. Dan verwacht je een bollere lensvorm, zonder randen. Ik ben zelf bij glaswerkers op bezoek geweest om te kijken wat zij maken met verschillende technieken. De uniforme bolling die dit lensje tot de rand heeft wijst overtuigend op slijpwerk.”

De universiteit in Delft kopte al dat er hiermee een 350 jaar oud mysterie is opgelost, maar nog steeds zijn er vragen. Bijvoorbeeld over hóe Van Leeuwenhoek zijn lenzen sleep. Hij was er in ieder geval extreem bedreven in. “De kwaliteit verschilt per lens, maar je kunt zeggen dat ze over de hele linie verrassend goed zijn. Hij was een vakman die met traditionele technieken lenzen wist te maken die bijna tot de optische limiet presteerden. Zelf honderd jaar later konden anderen nog niet aan deze kwaliteit tippen”, zegt Cocquyt. “Overigens kunnen we niet uitsluiten dat hij toch glasblaasde. Bij deze microscoop deed hij het niet, maar hij heeft er veel meer gemaakt.”

Glas van de kruitramp

Over de herkomst van het glas zou Cocquyt graag meer weten. “Waarschijnlijk gebruikte hij gewoon glas dat ook voor bijvoorbeeld ramen en drinkglazen diende”, zegt Cocquyt. “Interessant is waar hij het vandaan haalde. In de tijd van Van Leeuwenhoek ontplofte er een buskruitopslag in Delft, wat een deel van de stad platlegde. Delft lag waarschijnlijk vol met gebroken glas. Sommigen vermoeden dat dit de bron was voor Van Leeuwenhoeks microscopen. Misschien dat ons onderzoek in de toekomst hiervoor aanwijzingen geeft.”

Hiervoor zijn meer scans nodig, ook van glasmateriaal ter referentie. “Ik gok zo dat ik de komende tijd vaker naar Delft moet met verschillende soorten glas”, besluit Cocquyt.