¿Qué es un microscopio electrónico?

Un microscopio electrónico es un tipo de microscopio que utiliza electrones en lugar de fotones, como lo hace un microscopio óptico convencional, para la obtención de imágenes. Debido a que los electrones tienen una longitud de onda mucho más pequeña que los fotones, proporcionan un aumento mucho mayor. Los electrones son los diminutos "satélites" que orbitan el núcleo atómico y transportan carga eléctrica; estas partículas son tan pequeñas que en física a menudo se modelan como puntos. Sin embargo, las ondas de luz son mucho más grandes, con una longitud de onda de alrededor de 500 nanómetros para el color verde, por ejemplo.

Los mejores microscopios ópticos solo ofrecen aproximadamente 2000 aumentos de una muestra, mientras que algunos microscopios electrónicos pueden aumentar una muestra en 50 millones de veces; en contraste, 2 millones de veces es más típico. Esto funciona a un límite de resolución de aproximadamente 0.1 nanómetros, lo que permite la observación de átomos individuales en una superficie. El microscopio electrónico fue inventado en 1931, cuando el primer prototipo funcional fue construido por Ernst Ruska y Max Knoll. Ruska finalmente recibió el Premio Nobel de Física (1986) por su logro.

Existen cuatro tipos de microscopios electrónicos, siendo los dos primeros los más comunes: el microscopio electrónico de transmisión (TEM), el microscopio electrónico de barrido (SEM), el microscopio electrónico de reflexión (REM) y el microscopio electrónico de transmisión de barrido (STEM).

El microscopio electrónico de transmisión es el microscopio electrónico tal como se inventó originalmente. Usando una muestra que es semitransparente a los electrones, se dispara un haz de electrones directamente a través de la muestra. Un receptor en el otro lado mide la densidad de electrones en cada punto individual y los compila en una imagen en escala de grises. Esta es la imagen de la muestra.

Un microscopio electrónico de barrido tiene algo menos de resolución que un TEM, pero sigue siendo la variedad más popular de microscopio electrónico. Como su nombre lo indica, un microscopio electrónico de barrido escanea un haz de electrones a través de la muestra. En lugar de analizar el haz original para obtener información sobre la composición de la muestra, los sensores recogen electrones secundarios liberados de la superficie de la muestra a través de la excitación del haz primario. Esto sacrifica algo de resolución para una imagen 3D de la muestra. Esto vale más que la compensación, y los SEM son, en consecuencia, los microscopios electrónicos más populares.

La mayoría de los microscopios electrónicos de barrido son muy costosos de comprar y mantener. Requieren una fuente de electricidad estable de alto voltaje, una bomba de vacío y serpentines de enfriamiento. Las muestras deben prepararse, generalmente cubriéndolas con una capa delgada de material conductor como el oro.