O que é um microscópio eletrônico?
Um microscópio eletrônico é um tipo de microscópio que usa elétrons em vez de fótons - como um microscópio óptico convencional - para geração de imagens. Como os elétrons têm um comprimento de onda muito menor que os fótons, eles proporcionam uma ampliação muito maior. Os elétrons são os minúsculos "satélites" que orbitam o núcleo atômico e carregam carga elétrica - essas partículas são tão pequenas que na física são frequentemente modeladas como pontos. No entanto, as ondas de luz são muito maiores, com um comprimento de onda de cerca de 500 nanômetros para a cor verde, por exemplo.
Os melhores microscópios ópticos oferecem apenas uma ampliação de aproximadamente 2000X de uma amostra, enquanto alguns microscópios eletrônicos podem ampliar uma amostra em 50 milhões de vezes; em contraste, 2 milhões de vezes é mais típico. Isso funciona com um limite de resolução de cerca de 0,1 nanômetros, permitindo a observação de átomos individuais em uma superfície. O microscópio eletrônico foi inventado em 1931, quando o primeiro protótipo em funcionamento foi construído por Ernst Ruska e Max Knoll. Ruska acabou sendo agraciado com o Prêmio Nobel de Física (1986) por sua conquista.
Existem quatro tipos de microscópios eletrônicos, sendo os dois primeiros os mais comuns: o microscópio eletrônico de transmissão (TEM), o microscópio eletrônico de varredura (SEM), o microscópio eletrônico de reflexão (REM) e o microscópio eletrônico de varredura (STEM).
O microscópio eletrônico de transmissão é o microscópio eletrônico, como foi originalmente inventado. Usando uma amostra semi-transparente para elétrons, um feixe de elétrons é disparado diretamente através da amostra. Um receptor do outro lado mede a densidade de elétrons em cada ponto individual e os compila em uma imagem em escala de cinza. Esta é a imagem da amostra.
Um microscópio eletrônico de varredura tem um pouco menos de resolução do que um TEM, mas ainda é a variedade mais popular de microscópio eletrônico. Como o próprio nome indica, um microscópio eletrônico de varredura varre um feixe de elétrons através da amostra. Em vez de analisar o feixe original para obter informações sobre a composição da amostra, os sensores captam elétrons secundários liberados da superfície da amostra por excitação do feixe primário. Isso sacrifica alguma resolução para uma imagem 3D da amostra. Isso vale mais do que compensar, e os SEMs são os microscópios eletrônicos mais populares.
A maioria dos microscópios eletrônicos de varredura são muito caros para comprar e manter. Eles exigem uma fonte de eletricidade de alta tensão estável, uma bomba de vácuo e serpentinas de resfriamento. As amostras devem ser preparadas, geralmente revestindo-as com uma fina camada de material condutor, como o ouro.