Microscópio Eletrônico: Princípios, Tipos (TEM e SEM) e Aplicações Científicas

Fundamentos e Usos

Microscópios eletrônicos usam feixes de elétrons de alta energia para produzir imagens eletronicamente ampliadas para observação extremamente detalhada. Têm poder de ampliação muito maior que microscópios ópticos comuns, ampliando até dois milhões de vezes. São amplamente usados por pesquisadores no mundo todo em muitas indústrias e são cruciais para muitos desenvolvimentos e descobertas científicas contínuas.

Podem ampliar materiais biológicos e inorgânicos, sendo comumente usados para examinar células, microrganismos, metais, cristais e amostras de biópsia. As amostras devem ser visualizadas em vácuo e geralmente são ultra-finas e coradas com corantes para melhor visualização. Este tipo de microscópio revela ampla variedade de informações sobre uma amostra, incluindo morfologia, informação cristalográfica, composição e topografia. É possível estudar detalhes minúsculos de uma célula. Microscópios eletrônicos são ferramentas valiosas em áreas médicas e biológicas, bem como em pesquisa de materiais. Quase qualquer campo científico pode utilizá-los. São mais comuns em biologia, medicina, química e ciências forenses.

Microscópio Eletrônico de Transmissão (TEM)

O microscópio eletrônico de transmissão (TEM), a forma original, usa um feixe de elétrons de alta voltagem para criar imagem de uma amostra. Os elétrons emitidos por um canhão de elétrons são acelerados, focalizados e transmitidos através de uma amostra parcialmente transparente. O feixe emerge da amostra e carrega informação para a lente objetiva, onde ocorre a ampliação. O registro fotográfico da imagem também pode ocorrer expondo filme diretamente ao feixe. TEMs fornecem informação sobre morfologia, incluindo tamanho, forma e arranjo de partículas. Também fornecem informação cristalográfica, como arranjo de átomos e seu grau de ordem, e informação composicional, incluindo razões relativas de elementos e compostos ou defeitos em áreas de poucos nanômetros. Um TEM pode ajudar a determinar ductilidade, resistência, reatividade, ponto de fusão, dureza, condutividade e propriedades elétricas.

Microscópio Eletrônico de Varredura (SEM)

Diferente do TEM, onde os elétrons carregam a imagem inteira, o microscópio eletrônico de varredura (SEM) cria imagem usando o feixe de elétrons que varre a amostra em uma área retangular. Conhecido como varredura raster, o feixe perde energia ao varrer cada ponto da amostra. Essa energia perdida converte-se em calor, luz e emissão de elétrons secundários. O display mapeia essas intensidades variadas em uma imagem baseada em processos de superfície, não em transmissão. Embora o SEM produza imagem com resolução ligeiramente menor, pode analisar amostras volumosas de espécimes muito maiores, até vários centímetros, e produzir ótimas representações de formas 3-D. Como o TEM, o SEM fornece informação sobre morfologia, composição e cristalografia. No entanto, limitam-se a analisar composição em áreas de um micrômetro e graus de ordem em partículas de cristal único maiores que 20 micrômetros. Além disso, o SEM também fornece informação sobre topografia, ou características de superfície e textura, até poucos nanômetros.