Ver con electrones: La anatomía de un microscopio electrónico

Si bien los microscopios electrónicos de transmisión (TEM) continúan volviéndose más accesibles gracias a la automatización novedosa, el software fácil de usar y los requisitos de espacio cada vez menores, todavía pueden resultar bastante intimidantes para los nuevos usuarios que nunca antes han trabajado con un microscopio electrónico. Sin embargo, les sorprenderá saber que estos instrumentos no son muy diferentes del conocido microscopio óptico.

Descripción del microscopio óptico.

Para entender cómo, comencemos considerando el microscopio óptico. En un microscopio óptico, se coloca una fuente de luz debajo de la muestra, que debe ser lo suficientemente delgada como para permitir el paso de algo de luz. (Si no es así, el objeto aparecerá oscuro y no se podrán discernir detalles). La luz se enfoca en la muestra con una lente condensadora, lo que da como resultado un punto de luz enfocado en la superficie de la muestra. A medida que la luz blanca interactúa con la muestra, sus moléculas la modifican, que absorben o reflejan selectivamente sólo ciertos tipos de luz. Esto da como resultado la información de color y contraste que conforma la imagen. Luego, las lentes modifican esta información proyectada en una imagen ampliada que percibimos con nuestros ojos.

En un microscopio electrónico, un haz de electrones reemplaza a la fuente de luz. Debido a la dualidad onda-partícula de los electrones en el vacío, pueden comportarse igual que los fotones que forman la luz. Sin embargo, los electrones viajan longitudes de onda mucho más pequeñas que la luz visible, lo que les permite revelar detalles más pequeños de lo que es posible con la luz. En lugar de lentes de condensador de vidrio, los microscopios electrónicos utilizan lentes electromagnéticas o electrostáticas. Estos producen campos magnéticos y eléctricos que guían y enfocan los electrones. La muestra todavía está colocada sobre un punto enfocado del haz incidente, pero ahora debe ser aún más delgada para tener en cuenta el tamaño de los electrones. (Los espesores típicos de las muestras TEM son de alrededor de ~0,1 µm, dependiendo del material). Al igual que el microscopio óptico, el haz de electrones interactúa con los átomos de la muestra, eliminando el contraste y la información de composición. Como nuestros ojos son incapaces de percibir electrones, ya no basta con que sirvan de detector. En cambio, dispositivos especiales de imágenes de electrones convierten la señal de los electrones en una imagen en escala de grises, donde el contraste corresponde a las diferencias en el espesor y la densidad de la muestra.

En general, si bien existen diferentes principios que controlan y guían el haz incidente para ambos instrumentos, el proceso de generación de imágenes es, en términos generales, el mismo. Un rayo interactúa con la muestra y pasa al otro lado; los cambios en la energía del haz corresponden a diferentes características de la imagen final. Esperemos que esta rápida comparación haya disipado parte de la intimidación inicial que plantean los microscopios electrónicos, permitiéndole buscar la información incomparable que proporciona la microscopía electrónica.