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Microscopía Electrónica

El microscopio de efecto túnel permite visualizar superficies a escala del átomo, y con los de transmisión y barrido se pueden obtener micrografías de polen…

Principio de Funcionamiento

Micrografía (50X) con microscopía electrónica de barrido (SEM) de las capas de la piel con una glándula en el centro…

Micrografía (50X) con microscopía electrónica de barrido (SEM) de las capas de la piel con una glándula en el centro…

El microscopio electrónico de transmisión (TEM) fue el primer tipo de microscopio electrónico desarrollado, en 1931. Utiliza un haz de electrones en lugar de luz para enfocar la muestra consiguiendo aumentos de 100.000 X. Para ello emplea las propiedades ondulatorias de los electrones porque genera imágenes de los objetos que no pueden verse a simple vista o con el microscopio de luz. Según las leyes de la óptica, es imposible formar una imagen de un objeto de dimensiones inferiores a la mitad de la longitud de onda de la luz empleada para observarlo. Dado que el intervalo de longitudes de onda de la luz visible comienza alrededor de 400 nanómetros (0’0000004 metros), no es posible ver algo que mida menos de 0’0000002 metros.

En principio, con los rayos X se pueden ver objetos en la escala atómica y molecular porque sus longitudes de onda están entre 0,01 y 10 nm. Sin embargo, no es posible enfocar los rayos X, y las imágenes que se obtienen son difusas. El microscopio electrónico, al trabajar con partículas cargadas, los electrones, se enfocan aplicando un campo eléctrico o un campo magnético, de la misma forma en que se enfoca una imagen en la pantalla de televisión. Según la mecánica cuántica, la longitud de onda de un electrón está en proporción inversa con su velocidad, por lo que si los electrones se aceleran a grandes velocidades, se obtienen longitudes de onda tan cortas como 0,004 nm.

En 1942 se desarrolló el microscopio electrónico de barrido (SEM), con una resolución entre 3 y 20 nm, dependiendo del microscopio. Aunque permite una menor capacidad de aumento que el microscopio electrónico de transmisión, este permite apreciar con mayor facilidad texturas y objetos en tres dimensiones que hayan sido pulverizados metálicamente antes de su observación. Por esta razón solamente pueden ser observados organismos muertos, y no se puede ir más allá de la textura externa que se quiera ver. Los microscopios electrónicos sólo pueden ofrecer imágenes en blanco y negro puesto que no utilizan la luz. Posteriormente son coloreadas las imágenes digitales para proporcionar más realismo.

Comparación de animales entre microscopía óptica y electrónica (SEM)…

El microscopio de efecto túnel (STM) es otro tipo de microscopio electrónico, desarrollado en 1981, con una resolución a nivel atómico (1 nm ó 0,000000001 m). Utiliza otra propiedad de la mecánica cuántica de los electrones para generar imágenes de los átomos de la superficie de una muestra, que son capaces de cruzar una barrera de energía u obstáculo por efecto túnel.

En el STM, la fuente de electrones es una aguja de un material metálico (muchas veces de tungsteno) con una punta muy fina. Entre la aguja y la superficie de la muestra se aplica un voltaje que permite a los electrones atravesar la barrera de potencial. Cuando la aguja pasa sobre la superficie de la muestra a unos cuantos diámetros atómicos de distancia, se mide la corriente túnel. Esta corriente decae exponencialmente con el aumento de la distancia entre la aguja y la muestra. Con un circuito de retroalimentación, se ajusta la posición vertical de la punta para mantenerla a una distancia constante de la superficie de la muestra. La magnitud de estos ajustes da un perfil de la muestra, lo cual se registra y se proyecta como una imagen tridimensional con colores falsos.

Simulación de modo de funcionamiento del microscopio de efecto túnel (STM)…

Referencia:
http://blogs.creamoselfuturo.com/nano-tecnologia

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