Retrato de um vírus sob o microscópio de elétron - Alto vácuo permite uma visão precisa do mundo nano

Retrato de um vírus sob o microscópio de elétron - Alto vácuo permite uma visão precisa do mundo nano

O microscópio de elétron permite que os cientistas analisem até mesmo as menores estruturas. Por exemplo, ele fornece imagens detalhadas dos vírus e dos retículos de cristal. O alto vácuo sempre está presente no interior do equipamento.
Electron-microscope-virus-2.jpg

Explorando novas microdimensões

O comprimento de onda da luz limita as possibilidades de aumento óptico. Se os objetos forem menores que meio micrômetro, eles não podem mais ser vistos com um microscópio de luz convencional. Embora a maioria das bactérias possa ser identificada desta forma, os vírus muito menores, por exemplo, não podem. Outras unidades físicas são necessárias para torná-los visíveis.

Ernst Ruska e Max Knoll confiaram nos elétrons. Em 1931, eles desenvolveram o primeiro microscópio de elétron de transmissão (TEM) na Technische Hochschule (Universidade Técnica) em Berlim-Charlottenburg. Isso lhes permitiu abrir microdimensões previamente desconhecidas para o olho humano. Eles foram os primeiros a poder visualizar e observar a estrutura cristalina de uma fina folha de metal.

Partículas em vez de luz

Em microscopia de luz, as ondas de luz são capturadas passivamente e divididas através de lentes. A ampliação resulta deste efeito óptico. Isso funciona de forma completamente diferente com o TEM, que utiliza uma fonte de elétrons: os elétrons são ativamente acelerados e direcionados como um feixe com foco sobre o objeto a ser observado. Há uma interação das partículas com o objeto observado. As imagens microscópicas são criadas através da avaliação de seus caminhos após o contato. Como o comprimento de onda das pequenas partículas está na faixa de poucos picômetros, a microscopia de elétrons pode mostrar estruturas na faixa de nanômetros de forma diferenciada.

Com o TEM, são avaliados os elétrons de feixe que penetraram no objeto. No entanto, isso só funciona com camadas muito finas; as amostras muitas vezes requerem uma preparação complexa. Isso se torna supérfluo com o microscópio de elétron de varredura (SEM). Seu feixe de elétrons também pode fazer a varredura de objetos tridimensionais em um modelo de tela. Uma parte dos elétrons do feixe é refletida, enquanto outros elétrons são liberados do objeto. O dispositivo 'captura' essas partículas e cria a imagem a partir delas. É assim, por exemplo, que são geradas imagens de pequenas criaturas, que muitas vezes nos lembram monstros fantasiosos quando ampliados exageradamente.

A criação da imagem funciona no TEM como no SEM, mas somente se os elétrons não forem desviados em seu caminho de e para o objeto. Portanto, não deve haver moléculas de ar no caminho. Portanto, o alto vácuo está sempre dentro de microscópios de elétrons, sendo produzido por uma bomba de vácuo adequada. O Grupo Busch oferece várias soluções para isso.

O primeiro microscópio de elétron chegou a uma ampliação de 400 vezes em 1931. Por este avanço, seu co-inventor Ernst Ruska recebeu o Prêmio Nobel de Física em 1986, 55 anos depois. Ele apresentou a tecnologia ao mercado na Siemens em 1938. A resolução se tornou cada vez melhor no decorrer de seu desenvolvimento. Os dispositivos atuais podem ampliar milhões de vezes, com a resolução do microscópio de elétron de transmissão atingindo 0,08 nanômetros. As estruturas moleculares, entre outras coisas, podem ser mapeadas em detalhes.

Com a ajuda de um microscópio de elétron, foi possível examinar o interior de uma célula em detalhes pela primeira vez. Até hoje, o dispositivo continua a desempenhar um papel crucial na pesquisa de vírus. Ele pode ser usado para decifrar sua configuração morfológica, as estruturas espaciais. A partir daí, importantes descobertas sobre o risco de infecção e mecanismos de disseminação podem ser desenvolvidos. Na medicina e biologia, o microscópio de elétron é uma ferramenta indispensável, sobretudo por esse motivo. A pesquisa de materiais também é um importante campo de aplicação.


Inscreva-se e receba a newsletter "World of Vacuum!"
Inscreva-se já para se manter atualizado com as mais recentes e fascinantes notícias do mundo do vácuo.

INSCREVER-SE