Microscopía electrónica de barrido(SEM) utiliza un haz enfocado de electrones de alta energía para producir imágenes bidimensionales ampliadas y de alta definición de una muestra. Para ello, el haz de electrones se dirige sobre partes seleccionadas de la superficie de la muestra sólida. La interacción entre los electrones del haz y la muestra da como resultado la generación de diversas señales. Estas señales se graban y procesan posteriormente para producir imágenes en formato digital. Se puede utilizar para revelar información como la estructura interna de una muestra, la textura externa de la muestra, la composición química de la sustancia y la orientación y disposición de los elementos que componen la muestra. El microscopio electrónico de barrido fue construido por primera vez en 1937 por el investigador, físico aplicado e inventor alemán Manfred von Arden. Los aumentos de los microscopios electrónicos de barrido suelen oscilar entre 20X y aproximadamente 30,000X. La resolución espacial de la microscopía electrónica de barrido oscila entre 50 y 100 nm.
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Microscopio electrónico de barrido funcionando
Aplicaciones de la microscopía electrónica de barrido.
Ventajas de la microscopía electrónica de barrido
Desventajas de la microscopía electrónica de barrido
Microscopio electrónico de barrido funcionando
El trabajo de un microscopio electrónico de barrido a menudo depende de la detección de electrones reflejados después de que chocan contra la superficie de una muestra. El componente principal de un microscopio electrónico de barrido es la fuente de electrones. Normalmente, en la mayoría de los microscopios electrónicos de barrido, se utiliza un alambre de tungsteno calentado como fuente de electrones. Aquí, el calor tiende a proporcionar más energía a los electrones, guiándolos en una dirección específica y creando un único haz de electrones enfocado. El ánodo, o placa de electrodo cargada positivamente, existe entre la fuente de electrones y el condensador. El objetivo principal del ánodo es desviar los electrones y alinearlos en una línea recta única y delgada. Esto se debe a que los electrones tienen carga negativa y la placa del ánodo tiene carga positiva. La bobina de escaneo y la lente objetivo están ubicadas debajo del condensador. El haz de electrones generado por la fuente pasa a través del condensador, la bobina de escaneo y la lente objetivo. Cuando los electrones contenidos en el haz de electrones golpean la muestra, se reflejan aleatoriamente y se dispersan en todas direcciones. Esto se llama escape de electrones y ayuda al usuario a establecer una relación entre la cantidad de electrones dispersos y retenidos. El detector detecta las señales resultantes de las interacciones entre electrones y muestras y del escape de electrones. El detector también está conectado al sensor. Las muestras suelen consistir en protuberancias y valles. Cuando los electrones golpean áreas irregulares de una muestra, más electrones tienden a escapar, mientras que cuando los electrones golpean valles, relativamente pocos logran reflejarse y escapar.
Microscopio electrónico de barrido funcionando
Aplicaciones de la microscopía electrónica de barrido.
La microscopía electrónica de barrido se utiliza como herramienta analítica en muchos campos, incluidos la biología, la industria farmacéutica, la fabricación, los laboratorios de física y más. Algunos de los principales usos de la microscopía electrónica de barrido son:
1. La microscopía electrónica de barrido se utiliza ampliamente con espectrómetros de rayos X de dispersión de energía para análisis químicos puntuales.
2. Utilizado principalmente en laboratorios biológicos para estudiar la estructura interna de microorganismos a nivel celular.
3. La microscopía electrónica de barrido tiene muchas aplicaciones en la industria. Por ejemplo, se puede utilizar para estudiar la superficie de objetos sólidos y analizar la distribución de átomos en varios elementos.
4. Los esteticistas utilizan microscopios electrónicos de barrido para analizar detalles minuciosos de los ingredientes cosméticos.
5. La fabricación utiliza microscopía electrónica de barrido para buscar contaminantes e impurezas en los productos terminados.
6. Los departamentos de control de calidad de diversas industrias utilizan la microscopía electrónica de barrido para determinar la pureza de sustancias específicas. Por ejemplo, la industria farmacéutica los utiliza para comprobar si fármacos, medicinas y otros productos son buenos o malos.
7. La microscopía electrónica de barrido también se utiliza para el análisis químico cualitativo de elementos proporcionando imágenes claramente ampliadas de las estructuras cristalinas.
8. La microscopía electrónica de barrido tiene ventajas considerables en campos afines como la nanotecnología. Proporciona mediciones precisas e imágenes detalladas de objetos con dimensiones superiores a 50 nm.
9. Se puede utilizar para distinguir diferentes fases de muestras multifásicas.
10. Algunos microscopios electrónicos de barrido están equipados con detectores de electrones difractivos retrodispersados, que ayudan a examinar y determinar la microestructura y la orientación cristalina de las sustancias.
11. La microscopía electrónica de barrido se utiliza a menudo para producir imágenes de alta definición de objetos que pueden mostrar cambios espaciales en los compuestos.
12. Generalmente se prefiere la microscopía electrónica de barrido cuando se requiere el análisis de ubicaciones de puntos seleccionados en una muestra.
13. Generalmente utilizado en el campo médico para observar la interacción de bacterias con la piel y los órganos del cuerpo. Esto ayuda a los médicos a determinar la naturaleza de la enfermedad bacteriana y encontrar un tratamiento.
Ventajas de la microscopía electrónica de barrido
La microscopía electrónica de barrido tiene grandes ventajas en comparación con otros microscopios. Algunas de estas ventajas se enumeran a continuación:
1. Los microscopios electrónicos de barrido son fáciles de usar y fáciles de usar.
2. Pueden producir y producir resultados en formato digital.
3. La microscopía electrónica de barrido puede producir resultados rápidamente, es decir, los datos se pueden obtener en unos minutos.
4. La microscopía electrónica de barrido requiere una preparación mínima de la muestra.
5. La resolución del microscopio electrónico de barrido mejora significativamente.
Desventajas de la microscopía electrónica de barrido
La microscopía electrónica de barrido tiene ciertas limitaciones y desventajas. Algunos de ellos son los siguientes:
1. Los microscopios electrónicos de barrido son relativamente caros.
2. Algunos microscopios deben cumplir ciertas condiciones especiales antes de su uso. Por ejemplo, la habitación debe estar libre de vibraciones y radiaciones electromagnéticas.
3. El microscopio electrónico de barrido tiene una estructura grande.
4. Se deben mantener niveles de voltaje constantes para el funcionamiento normal del microscopio electrónico de barrido. Esto puede requerir circuitos electrónicos adicionales o un regulador de voltaje para fijar la amplitud del voltaje en un valor constante.
5. Este tipo de microscopio debe estar equipado con un sistema de refrigeración.
6. La muestra debe ser lo suficientemente pequeña como para caber en la cámara del microscopio. Las dimensiones horizontales de la muestra no deben exceder los 10 cm, mientras que las dimensiones verticales son más restringidas y deben ser inferiores a 40 mm.
7. Las muestras a examinar mediante microscopía electrónica de barrido deben ser sólidas. Las muestras húmedas no son adecuadas y primero deben granallarse.
8. Los microscopios electrónicos de barrido no se pueden utilizar para materiales livianos como hidrógeno, helio y litio.
9. Para estudiar una muestra de aislante con la ayuda de un microscopio electrónico de barrido, se aplica un recubrimiento conductor a su superficie. Sin embargo, esto puede ignorarse si el dispositivo es capaz de funcionar en modo de bajo vacío.
10. Las muestras vivas no se pueden escanear con la ayuda de un microscopio electrónico de barrido.
