Cos’è un microscopio elettronico e come funziona
Un microscopio elettronico è un apparecchio per la visione dotato di un altissimo potere di risoluzione, che permette di osservare da vicino campioni di grandezze straordinariamente piccole, praticamente infinitesimali, grazie alle proprietà ondulatorie di uno o più fasci di elettroni. Si basa sul fatto che il potere di risoluzione è inversamente proporzionale alla lunghezza d’onda della radiazione utilizzata, che è minore per un fascio di elettroni rispetto a uno di fotoni, permettendo un guadagno di parecchi ordini di grandezza.
Il microscopio elettronico è formato da una sorgente di elettroni, che fornisce il fascio che attraversa il campione da analizzare, da una serie di lenti elettromagnetiche, che indirizzano e focalizzano il fascio, da un detector, che rileva le varie emissioni energetiche generate dal campione, e da un sistema di visualizzazione, che produce l’immagine ingrandita del campione.
Tipi di microscopio elettronico
Esistono due tipi principali di microscopio elettronico: il microscopio elettronico a trasmissione (TEM) e il microscopio elettronico a scansione (SEM).
Il TEM viene utilizzato per osservare le strutture interne di un campione. In questo caso, il fascio di elettroni attraversa il campione sottile e viene deviato dalle diverse densità dei materiali. L’immagine viene formata dagli elettroni trasmessi che raggiungono uno schermo fluorescente o una lastra fotografica.
Il SEM viene utilizzato per osservare la superficie dei campioni. In questo caso, il fascio di elettroni scandisce la superficie del campione in modo sequenziale e provoca l’emissione di vari segnali, tra cui gli elettroni secondari e i raggi X. L’immagine viene formata dagli elettroni secondari che vengono rilevati da un apposito detector.
Esistono anche altri tipi di microscopio elettronico, come il microscopio ionico, che usa fasci di ioni al posto degli elettroni, o il microscopio a forza atomica, che usa una sonda meccanica per sondare la superficie del campione.
Usi del microscopio elettronico
Il microscopio elettronico ha molteplici usi in diversi ambiti scientifici e tecnologici. Grazie alla sua elevata risoluzione, permette di osservare dettagli strutturali che sarebbero invisibili con un microscopio ottico. Alcuni esempi di applicazioni sono:
- In biologia, il microscopio elettronico consente di studiare le cellule, i tessuti, i virus, le molecole biologiche, ecc.
- In medicina, il microscopio elettronico può essere usato per diagnosticare malattie, analizzare i tessuti patologici, identificare agenti infettivi, ecc.
- In chimica, il microscopio elettronico può essere usato per caratterizzare i materiali, determinare la composizione chimica, osservare le reazioni chimiche, ecc.
- In fisica, il microscopio elettronico può essere usato per studiare i fenomeni quantistici, le proprietà dei materiali nanostrutturati, le interazioni tra radiazioni e materia, ecc.
- In ingegneria, il microscopio elettronico può essere usato per controllare la qualità dei prodotti, testare le prestazioni dei dispositivi, sviluppare nuovi materiali, ecc.
Quale microscopio elettronico comprare
La scelta del microscopio elettronico dipende dalle proprie esigenze e dal budget a disposizione. Alcuni fattori da considerare sono:
- Il tipo di microscopio elettronico: TEM o SEM, a seconda del tipo di campione da osservare e del livello di dettaglio richiesto.
- La risoluzione del microscopio elettronico: dipende dalla qualità delle lenti e dalla tensione di accelerazione degli elettroni. Più è alta la risoluzione, più è alto il costo del microscopio.
- Le funzionalità aggiuntive del microscopio elettronico: come la possibilità di effettuare analisi chimiche, spettroscopiche, tomografiche, ecc. Queste funzionalità aumentano le potenzialità del microscopio, ma anche il suo prezzo.
- Lo spazio disponibile per il microscopio elettronico: il microscopio elettronico richiede una stanza adeguata, con un sistema di vuoto, una rete elettrica stabile, un’isolamento dalle vibrazioni e dai campi magnetici, ecc. Questi requisiti possono influire sul costo di installazione e manutenzione del microscopio.
Conclusione
Il microscopio elettronico è uno strumento molto potente che permette di osservare la materia a livelli molto piccoli, con una risoluzione molto superiore a quella del microscopio ottico. Esistono diversi tipi di microscopio elettronico, che si differenziano per il modo in cui interagiscono con il campione e per le informazioni che restituiscono. Il microscopio elettronico ha molte applicazioni in vari campi della scienza e della tecnologia, ma richiede anche una spesa elevata e delle condizioni ambientali particolari. Per scegliere il microscopio elettronico più adatto alle proprie necessità, bisogna valutare attentamente le caratteristiche tecniche, le funzionalità aggiuntive e il costo dello strumento.
