Microscopios electrónicos de gran tamaño

2000/01/16 Kortabarria Olabarria, Beñardo - Elhuyar Zientzia

• Elektronika

Paira poder ver algo a ollo necesítase luz. Os raios de luz que chegan de calquera obxecto á retina teñen un ángulo determinado, no que os ollos deciden que o obxecto pode ter un tamaño ou outro. Así, si coa luz conseguísese que os raios de luz reflectisen na retina cun gran ángulo, o obxecto veríase máis grande. Isto ocorre coas lentes que desvían o feixe de luz que chega aos ollos. O caso máis simple é o das lentes convexas. Os microscopios ópticos son un pouco máis complexos ao combinar lentes e multiplicar miles de veces calquera obxecto. Desta forma pódense ver detalles que non se poden ver visualmente, como bacterias. Sabendo isto, pódese concluír que si se colocan tantas lentes como se queira, tamén sería posible chegar ao máis mínimo detalle, pero non é así.

De feito, a onda de radiación utilizada paira ver o obxecto ten un límite, non se pode ver nada de menor lonxitude de onda que el. Sería como una regra indivisible; si algo fose medido e maior, o obxecto é equivalente ás regras X? podería dicirse, pero ao ser o obxecto menor que a regra non se podería medir. O mesmo ocorre coas lentes. Non pode verse cando se atopa con algo que está por baixo da lonxitude de onda do espectro electromagnético visible. Esta lonxitude de onda atópase entre os nanómetros 400-480 do azul e 620-750 do vermello. Necesítase una regra menor paira ir máis aló. Poden servir paira iso as bandas situadas por baixo da lonxitude de onda da banda auditiva do espectro electromagnético, como os raios X. A lonxitude de onda dos raios X é 10.000 veces menor que a da luz visible, pero xorden problemas porque atravesan o que se quere ver; cos raios gamma, por baixo da lonxitude de onda da luz electromagnética da visión, ocorre o mesmo.

Pero hai un resalte e el xorde dun principio de física cuántica. Segundo o principio de dualidade corpúsculo ondulante, a calquera obxecto con movemento "p" correspóndelle a lonxitude de onda "L", e a medida que "p" sexa maior, "L" será menor e, no caso da vista, os detalles maiores. Nos microscopios electrónicos utilízanse os electróns que non só atravesan obxectos senón que interaccionan con eles. O raio de luz adoita ser un feixe de electróns e as lentes que poden transformar os seus ángulos son campos electromagnéticos, xa que os electróns teñen carga eléctrica, polo que os campos electromagnéticos permiten modificar o percorrido dos electróns. Cos microscopios electrónicos pódense ver virus, non cos ópticos.

Cando o feixe de electróns únese ao obxecto créanse tres tipos básicos de radiación: por unha banda, os electróns que se forman por rebotes tras atoparse co obxecto, difusos cara atrás. Por outra banda, os electróns que salguen do obxecto despois de que os electróns chocen co obxecto denomínanse secundarios. E por último, os raios X. Os electróns retrodispersos proporcionan información sobre o número atómico do obxecto, os raios X proporcionan información sobre a estrutura química do obxecto e os electróns secundarios explican a topografía da superficie do obxecto, sinal utilizado paira visualizar a imaxe do obxecto.

Como son?

A parte máis visible dos microscopios electrónicos é a coñecida como columna de electróns. Dentro da columna de electróns hai:

• Canón de electróns cun filamento emisor de electróns. O filamento ao elevarse libera electróns.
• Sistema de lentes electromagnéticas. Focaliza os electróns liberados polo filamento e lévaos a un pequeno diámetro. A focalización realízase mediante a carga eléctrica dos electróns, que pola súa carga eléctrica están expostos a campos electromagnéticos e poden ser transportados nun determinado percorrido.
• Sistema de varrido. O seu obxectivo é facer que o feixe de electróns focalizados pase unha e outra vez por determinadas liñas da superficie do obxecto.
• Sistema de detección. Converte a interacción que se produce entre o feixe e o obxecto en sinal eléctrico.
• Saída sen carga. O baleiro é obrigatorio xa que si os electróns atópanse cun obxecto diferente ao obxecto, non se emitirán sinais adecuados.
  ...Sistemas de visualización de sinais eléctricos.

En que se utilizan?

A base científica do microscopio electrónico, o sistema que utiliza paira ver as imaxes, e una vez comprobada a estrutura, tamén pode ser adecuada paira que serven. De feito, o uso de microscopios electrónicos está cada vez máis estendido: utilízanse paira a realización de diagnósticos veterinarios e médicos, paira a investigación en biomedicina, paira a investigación en toxicoloxía, paira a toma de medidas de partículas e subproductos, paira procesos de calidade e control, paira a realización de microestructuras de todo tipo de materiais con polímeros, etc. Todo o devandito, pequenas cousas que non se poden ver a primeira ollada, pero que van ter cada vez máis importancia hoxe e no futuro.

Publicado en 7