V rámci vědecko-technologických aktivit SIGu Věda jsme postupně navštívili či jinak spolupracovali s organizacemi, které vyvíjí, vyrábí nebo používají při své práci výkonné elektronové mikroskopy. A protože jednou z věcí, jež nás vždy zaujala a fascinovala, byly krásné fotografie ze světů pouhým okem neviditelných, požádali jsme je o pár z nich, abychom se o ně s vámi mohli podělit. Dostali jsme je nakonec ode všech a podívat se na vybrané z nich můžete níže. Nejprve si ale pojďme přiblížit moderní přístroj, díky kterému následující mikrofotografie mohly vzniknout.
Elektronový mikroskop
Stejně jako ostatní mikroskopy, i tento nám pomáhá objevovat okem neviditelné světy. Avšak přívlastek „elektronový“ už sám o sobě napovídá, že nejde o běžný přístroj. Elektronový mikroskop nefunguje na principu klasických optických čoček a fotonů, ale místo toho jsou v něm zabudována vhodně tvarovaná elektromagnetická pole a ke zkoumání objektu jsou použity elektrony. Proč? Problém optického mikroskopu je v tom, že s klesající vlnovou délkou použitého světla klesá i velikost použitelného zvětšení. U optického mikroskopu je hranice nejmenších pozorovatelných detailů jednoznačně určena jako polovina vlnové délky použitého světelného záření. Naproti tomu vlnové délky urychlených elektronů jsou o mnoho řádů menší než vlnové délky fotonů viditelného světla. Proto má elektronový mikroskop mnohem vyšší rozlišovací schopnost, a může tak dosáhnout mnohem vyššího zvětšení. A to dokonce až 1 000 000krát! V případě elektronového mikroskopu musí být vzorek umístěn ve vakuu, teprve potom jej můžeme „prosvětlovat“ svazkem elektronů, který se průchodem rozptýlí a dopadne na stínítko. To zachycuje požadovaný obraz, který se dále přenáší do počítače a v reálném čase zobrazuje na monitoru. Elektronový mikroskop tedy v sobě spojuje moderní techniku a špičkový software. V závislosti na výkonnosti může zabírat třeba i polovinu místnosti. V základu rozlišujeme dva druhy elektronových mikroskopů. Rastrovací přístroje (SEM) analyzují povrchy vzorků a transmisní elektronové mikroskopy (TEM) pomáhají analyzovat vnitřní strukturu vzorku až do rozlišení jednotlivých atomů. Přístroje se dvěma zkříženými svazky pak kromě pozorování dokážou vzorek i obrábět. A standardní je už dnes i možnost 3D záběru vzorku.
Jeho autorem je pan Ing. Miroslav Horáček, Ph.D., z Ústavu přístrojové techniky Akademie věd ČR.
Víte že?
Brno je centrem světového vývoje a výroby elektronových mikroskopů. Sídlí zde hned tři výrobci světového formátu – TESCAN, DELONG INSTRUMENTS a THERMO FISHER SCIENTIFIC. A není to náhoda. Vůbec první české elektronové mikroskopy totiž začal vyrábět slavný československý podnik Tesla Brno a právě tam se fakticky začala psát historie tří výše uvedených dnešních výrobců.
Za poskytnutí mikrofotografií děkujeme:
