Cum functioneaza microscoapele electronice si cate tipuri exista?

Microscoapele optice sunt limitate de faptul ca pot mari doar structuri mai mari decat lungimea undei luminoase, pe cand microscoapele electronice, care folosesc electroni in loc de lumina naturala, pot furniza imagini marite de pana la 2.000.000 de ori ale unor subiecti de dimensiuni mult mai mici. Primele microscoape electronice au aparut in anul 1931, fiind construite de germanii Max Knoll si Ernst Ruska, pe baza unor idei si descoperiri ale fizicianului francez Louise de Broglie. Desi primitive si nepractice, acestea puteau totusi mari imaginile obiectelor de pana la 400 de ori.

Adevarata „explozie” a microscoapelor electronice a avut insa loc sase ani mai tarziu, cand compania Siemens i-a angajat pe Ruska si fratele acestuia, pentru a construi un dispozitiv nemaiintalnit, a carui productie comerciala a inceput in 1939. Desi evolutia tehnologica si-a pus amprenta pe aspectul, dimensiunile si mai ales performantele acestor aparate, ele sunt construite in prezent tot dupa prototipul lui Ruska.

Astazi, microscoapele electronice sunt nelipsite din laboratoarele de cercetare din intreaga lume, fiind utilizate atat pentru examinarea materialelor biologice (celule, microorganisme), cat si probe de biopsie medicala, structuri cristaline, dar si pentru inspectia si asigurarea calitatii in industrie, cu precadere la fabricarea dispozitivelor semiconductoare.

O noua borna in istoria microscoapelor electronice a fost atinsa in 2008, cand cercetatorii americani au anuntat inventia TEAM (Transmission electron abberation-corrected microscope), cu o rezolutie de 0,5 Angstrom, de un milion de ori mai putin decat grosimea firului de par.

Desi astazi sunt folosite peste tot in lume, aceste dispozitive au fost inventate mai mult sau mai putin intamplator, fiind descoperite in urma unor studii experimentale si teoretice in fizica si inginerie, care au pornit de la ideea ca lungimea de unda a electronilor este mult mai mica decat cea a luminii. Acest principiu sta la baza functionarii microscoapelor electronice si in prezent.

Evolutia stiintifica a dus la inventarea a patru tipuri de microscoape electronice:

1. Cu transmisie (MET). Transmisia implica o raza de electroni la tensiune inalta, emisa de un catod (filament de tungsten) si focalizata de lentile electrostatice si electromagnetice. Raza de electroni, transmisa printr-un specimen partial transparent, transporta informatii despre structura interna a specimenului catre sistemul de formare a imaginii.

2. Cu scanare (MES). Spre deosebire de MET, unde imaginea specimenului este formata de raza de electroni la tensiune inalta, in cazul MES imaginile sunt produse prin detectia electronilor secundari, cu energie scazuta, emisi de pe suprafata specimenului in urma excitarii acestuia de catre raza principala.

3. Cu reflexie (MER). Acestea functioneaza pe acelasi principiu precum MET, insa in loc sa foloseasca electronii transmisi sau cei secundari, MER detecteaza raza reflectata.

4. Cu scanare si transmisie (MEST). Asa cum le spune si numele, microscoapele electronice cu scanare si transmisie combina rezolutia inalta a MET cu functionalitatile MES si permit utilizarea unor tehnici de analiza imposibil de atins doar cu unul dintre celelalte doua tipuri de microscop.

1 comment / Add your comment below

Lasă un răspuns

* Checkbox GDPR is required

*

I agree

Acest sit folosește Akismet pentru a reduce spamul. Află cum sunt procesate datele comentariilor tale.