mikroskop elektron

Itu mikroskop elektron merupakan varian penting dari mikroskop klasik, dengan bantuan elektron dapat menggambarkan permukaan atau interior suatu benda.

Apa itu mikroskop elektron?

Pada zaman dahulu, mikroskop elektron juga disebut Di atas mikroskop. Ini berfungsi sebagai alat ilmiah yang memungkinkan objek diperbesar secara visual dengan penerapan sinar elektronik, yang memungkinkan penyelidikan lebih menyeluruh.

Dengan mikroskop elektron, resolusi yang jauh lebih tinggi dapat dicapai dibandingkan dengan mikroskop cahaya. Dalam skenario kasus terbaik, mikroskop cahaya dapat mencapai perbesaran dua ribu kali. Jika jarak antara dua titik kurang dari setengah panjang gelombang cahaya, maka mata manusia tidak dapat lagi melihatnya secara terpisah.

Mikroskop elektron, di sisi lain, mencapai perbesaran 1: 1.000.000. Ini dapat ditelusuri kembali ke fakta bahwa gelombang mikroskop elektron jauh lebih pendek daripada gelombang cahaya. Untuk menghilangkan molekul udara yang mengganggu, berkas elektron difokuskan pada objek dalam ruang hampa melalui medan listrik masif.

Mikroskop elektron pertama diciptakan pada tahun 1931 oleh insinyur listrik Jerman Ernst Ruska (1906-1988) dan Max Knoll (1897-1969). Awalnya, bagaimanapun, tidak ada objek transparan elektron yang digunakan sebagai gambar, tetapi grid kecil yang terbuat dari logam. Ernst Ruska juga membuat mikroskop elektron pertama pada tahun 1938, yang digunakan untuk tujuan komersial. Pada tahun 1986, Ruska menerima Hadiah Nobel Fisika untuk mikroskop supernya.

Selama bertahun-tahun, mikroskop elektron terus-menerus mengalami desain baru dan perbaikan teknis, sehingga mikroskop elektron telah menjadi bagian yang sangat diperlukan dari sains saat ini.

Bentuk, tipe & tipe

Jenis dasar yang paling penting dari mikroskop elektron termasuk mikroskop elektron pemindaian (SEM) dan mikroskop elektron transmisi (TEM). Mikroskop elektron pemindaian memindai berkas elektron tipis di atas objek masif. Elektron atau sinyal lain yang muncul dari objek atau tersebar kembali dapat dideteksi secara serempak. Nilai intensitas titik bayangan yang dideteksi berkas elektron ditentukan oleh arus yang terdeteksi.

Biasanya, data yang ditentukan dapat ditampilkan di layar yang terhubung. Dengan cara ini, pengguna dapat mengikuti struktur gambar secara real time. Saat memindai dengan berkas elektronik, mikroskop elektron dibatasi pada permukaan benda. Untuk visualisasi, instrumen mengarahkan gambar melalui layar fluoresen. Setelah memotret, gambar bisa diperbesar hingga 1: 200.000.

Saat menggunakan mikroskop elektron transmisi yang dibuat oleh Ernst Ruska, objek yang akan diperiksa, yang harus sangat tipis, diiradiasi oleh elektron. Ketebalan benda yang sesuai bervariasi antara beberapa nanometer dan beberapa mikrometer, yang bergantung pada nomor atom dari bahan benda, resolusi yang diinginkan dan tingkat tegangan percepatan. Semakin rendah tegangan percepatan dan semakin tinggi nomor atomnya, semakin tipis benda tersebut. Gambar mikroskop elektron transmisi dibuat oleh elektron yang diserap.

Subtipe lebih lanjut dari mikroskop elektron adalah mikroskop cyroelectron (KEM), yang digunakan untuk memeriksa struktur protein kompleks, dan mikroskop elektron tegangan tinggi, yang memiliki kisaran percepatan yang sangat tinggi. Ini digunakan untuk mewakili objek besar.

Struktur & fungsionalitas

Struktur mikroskop elektron tampaknya memiliki sedikit kesamaan dengan mikroskop cahaya. Tapi ada kesamaan. Pistol elektron terletak di atas. Dalam kasus yang paling sederhana, ini bisa menjadi kawat tungsten. Ini dipanaskan dan memancarkan elektron. Berkas elektron difokuskan oleh elektromagnet yang memiliki bentuk annular. Elektromagnet serupa dengan lensa di mikroskop cahaya.

Berkas elektron halus sekarang dapat secara independen menjatuhkan elektron dari sampel. Elektron kemudian ditangkap lagi oleh detektor, dari mana gambar dapat dihasilkan. Jika berkas elektron tidak bergerak, hanya satu titik yang dapat dicitrakan. Namun, jika suatu area dipindai, perubahan terjadi. Berkas elektron dibelokkan oleh elektromagnet dan dipandu baris demi baris di atas objek yang akan diperiksa. Pemindaian ini memungkinkan gambar objek yang diperbesar dan beresolusi tinggi.

Jika penguji ingin lebih dekat ke objek, ia hanya perlu mengurangi area pemindai berkas elektron. Semakin kecil area pemindaian, semakin besar objek yang ditampilkan.

Mikroskop elektron pertama yang dibuat memperbesar objek yang diteliti 400 kali. Saat ini, instrumen tersebut bahkan dapat memperbesar objek 500.000 kali.

Manfaat medis & kesehatan

Mikroskop elektron adalah salah satu penemuan terpenting untuk kedokteran dan bidang ilmiah seperti biologi. Hasil pemeriksaan yang fantastis dapat dicapai dengan instrumen.

Yang sangat penting untuk pengobatan adalah kenyataan bahwa virus sekarang juga dapat diperiksa dengan mikroskop elektron. Virus seringkali lebih kecil dari bakteri, sehingga tidak dapat ditampilkan secara detail dengan mikroskop cahaya.

Bagian dalam sel juga tidak dapat dieksplorasi secara tepat dengan mikroskop cahaya. Namun, dengan mikroskop elektron ini berubah. Saat ini, penyakit berbahaya seperti AIDS (HIV) atau rabies dapat diteliti jauh lebih baik dengan mikroskop elektronik.

Namun, mikroskop elektron juga memiliki beberapa kelemahan. Misalnya, benda yang sedang diperiksa dapat dipengaruhi oleh berkas elektron karena memanas atau elektron bertabrakan dengan cepat dengan seluruh atom. Selain itu, biaya perolehan dan pemeliharaan mikroskop elektron sangat tinggi. Untuk alasan ini, instrumen tersebut terutama digunakan oleh lembaga penelitian atau penyedia layanan swasta.