Microscópio eletrônico de Varredura (SEM)

Atualizada por Último sobre 8 de Março de 2020 por Sagar Aryal

O primeiro Microscópio eletrônico de Varredura foi feita inicialmente por Mafred von Ardenne, em 1937, com o objetivo de superar o Microscópio eletrônico de transmissão. Ele usou energia de alta resolução para escanear uma pequena montanha-russa usando um feixe de elétrons que estavam focados na montanha-russa., He also aimed to reducing the problems of chromatic aberrations images produced by the Transmission electron Microscopes.

Mais estudos seguidos por cientistas e instituições de pesquisa, como Cambridge Scientific Instrument Company, que eventualmente desenvolveu um microscópio eletrônico de varredura totalmente construído, em 1965 e nomeou-o um Estereoscan.

O preço do microscópio eletrônico de varredura (SEM) é de aproximadamente US $1 milhão.,

Microscópio eletrônico de Varredura (SEM) definição

Microscópio eletrônico de Varredura (SEM) é um tipo de microscópio eletrônico que faz a varredura de superfícies de microorganismos que utiliza um feixe de elétrons movendo-se em baixo de energia para o foco e a verificação de amostras.

o desenvolvimento de microscópios eletrônicos foi devido à ineficiência do comprimento de onda dos microscópios de luz. microscópios de elétrons têm comprimentos de onda curtos em comparação com o microscópio de luz, o que permite uma melhor potência de resolução.,

Image Source: JEOL USA, Inc. e Wikipedia.

O Princípio do Microscópio eletrônico de Varredura

ao contrário do Microscópio eletrônico de Transmissão que utiliza elétrons transmitidos, o Microscópio eletrônico de varredura utilizado elétrons emitidos.

O microscópio eletrônico de varredura trabalha no princípio da aplicação de energia cinética para produzir sinais sobre a interação dos elétrons., Estes elétrons são elétrons secundários, elétrons salpicados e elétrons dispersos que são usados para ver elementos cristalizados e fótons. Os electrões secundários e salpicados são usados para produzir uma imagem. Os elétrons secundários são emitidos a partir do espécime desempenham o papel principal de detectar a morfologia e Topografia do espécime, enquanto os elétrons salpicados mostram contraste na composição dos elementos do espécime.como funciona o microscópio electrónico de varrimento (SEM)?,

Image Source: Wikipedia

• a fonte dos electrões e as lentes electromagnéticas são de lâmpadas de filamento de tungsténio que são colocadas no topo da coluna e é semelhante às do microscópio electrónico de transmissão.
• os elétrons são emitidos após a energia térmica ser aplicada à fonte de elétrons e permitido mover-se em um movimento rápido para o ânodo, que tem uma carga positiva.,o feixe de elétrons ativa a emissão de elétrons primários dispersos (primários) em altos níveis de energia e elétrons secundários em níveis de baixa energia a partir da superfície da amostra. O feixe de elétrons interage com o espécime para produzir sinais que dão informações sobre a topografia de superfície e composição do espécime.o espécime não necessita de tratamento especial para visualização sob o SEM, mesmo amostras secas ao ar podem ser examinadas diretamente., No entanto, as amostras microbianas precisam de fixação, desidratação e secagem para manter as características estruturais das células e evitar o colapso das células quando expostas ao alto vácuo do microscópio.as amostras são montadas e revestidas com elementos de metal pesado de camada fina para permitir a dispersão espacial de cargas elétricas na superfície da amostra, permitindo uma melhor produção de imagem, com alta clareza.a varredura por este microscópio é obtida através da redução de um feixe de elétrons para trás e para a frente sobre uma fina seção do microscópio., Quando os elétrons atingem a amostra, a superfície libera um pequeno estrado de elétrons conhecidos como elétrons secundários que são então presos por um aparelho de detector especial.quando os electrões secundários chegam e entram no detector, atingem um cintilador (um material de luminescência que fluoresce quando atingido por uma partícula carregada ou um fóton de alta energia). Isto emite flashes de luz que são convertidos em corrente elétrica por um fotomultiplicador, enviando um sinal para o tubo de raios catódicos. Isto produz uma imagem que se parece com uma imagem de televisão que pode ser vista e fotografada.,
• A quantidade de elétrons secundários, que entram no detector é altamente definida pela natureza da amostra i.e as superfícies elevadas recebem grandes quantidades de elétrons, inserindo o detector, enquanto deprimido superfícies tem menos elétrons que atinge a superfície e, portanto, menos elétrons introduza o detector.por conseguinte, as superfícies levantadas irão parecer mais brilhantes no ecrã, enquanto as superfícies deprimidas parecem mais escuras.,

Partes de um Microscópio eletrônico de Varredura (SEM)

Os principais componentes do Microscópio eletrônico de Varredura incluem;

• Elétron de Origem – Este é o lugar onde os elétrons são produzidos sob o calor térmico a uma tensão de 1-40kV. os elétrons o condensado em um feixe que é usado para a criação de imagem e análise ana. Existem três tipos de fontes elétricas que podem ser usadas I., e Filamento De Tungstênio, hexaboreto de lantânio, e arma de emissão de campo (FEG)
• Lentes – ele tem várias lentes de condensador que focam o feixe de elétrons da fonte através da coluna formando um feixe estreito de elétrons que formam um ponto chamado de tamanho de ponto.Bobina de varrimento – são usadas para desviar o feixe sobre a superfície da amostra.
• Detector – é composto por vários detectores que são capazes de diferenciar os elétrons secundários, elétrons salpicados e elétrons dispersos., O funcionamento dos detectores depende muito da velocidade de tensão, da densidade da amostra.tal como o microscópio electrónico de transmissão, o microscópio electrónico de varrimento deve estar livre de vibrações e quaisquer elementos electromagnéticos.imagens do microscópio eletrônico de varredura (SEM)

  figura: Imagem SEM de pólen de Tradescântia e estames., Fonte: Wikipedia

  Figure: Low-temperature scanning electron micrograph of soybean cyst nematode and its egg. Ampliada mil vezes. Fonte: Wikipedia

  Figure: Scanning electron microscope image of a hederellóide from the Devonian of Michigan (largest tube diameter is 0.75 mm). Fonte: Wikipedia.

  Figure: Photoresist SEM micrograph (1995) SEM= DSM 982 Gemini from Zeiss. Fonte: Wikipedia.,

  Figure: Scanning Electron Micrograph of the surface of a kidney stone showing tetragonal crystals of Weddellite (calcium oxalate dihydrate) emerging from the amorphous central part of the stone. Fonte: Wikipedia.

  figura: Imagem SEM do stomata na superfície inferior de uma folha. Fonte: Wikipedia.,

  Aplicações do Microscópio eletrônico de Varredura (SEM)

  é usado em uma variedade de campos, incluindo a usos Industriais, nanociência estudos, estudos Biomédicos, Microbiologia

  1. Usado para o lugar de análise química em energia Dispersiva de raio-X Espectroscopia.
  2. usado na análise de componentes cosméticos que são de tamanho muito pequeno.utilizado para estudar as estruturas de filamento de microrganismos.
  3. usado para estudar a topografia de elementos usados em indústrias.,vantagens do microscópio electrónico de varrimento (SEM)
     • são fáceis de operar e têm interfaces de fácil utilização.eles são usados em uma variedade de aplicações industriais para analisar superfícies de objetos sólidos.alguns sistemas modernos são capazes de gerar dados digitais que podem ser portáteis.é fácil obter dados do SEM, dentro de um curto período de tempo de cerca de 5 minutos.,

     Limitações

     • Eles são muito caros para comprar
     • Eles são volumosos para transportar
     • Que deve ser usada em quartos, que estão livres de vibrações e livre de electromagnética elementos
     • Que deve ser mantido com uma consistente tensão
     • Eles devem ser mantidos com acesso para sistemas de refrigeração

     A combinação dos princípios de funcionamento do Microscópio eletrônico de Varredura (SEM) e microscopia eletrônica de Transmissão (TEM) formaram a Varredura microscopia eletrônica de Transmissão (TRONCO)., O microscópio eletrônico de varredura-transmissão (STEM), usa um feixe convergente de elétrons para se concentrar em uma sonda no espécime, e a sonda é então digitalizada em sua superfície coletando sinais que são então coletados como ponto-a-ponto para formar uma imagem.

     Fontes