Conoce El Microscopio Electrónico De Barrido Y Por Qué Es el Favorito De Los Investigadores

Dentro de la investigación son muchos los equipos que se implementan en las diferentes áreas de trabajo. Incluso existen equipos que han sido modificados para usarse en varias áreas y sacarle mayor provecho a sus funciones. Este es el caso del microscopio electrónico, surgió como una mejora al microscopio óptico. Y han surgido modificaciones dentro del mismo que incluso generó dos tipos. Conoce le microscopio electrónico de barrido y las razones por la que es el favorito de los investigadores, aquí.

¿Qué es el microscopio electrónico de barrido? 🔬👨‍🔬

Conocido como SEM por sus siglas en inglés (Scanning Electron Microscope) este es un microscopio capaz de generar imágenes de gran resolución. Específicamente de la superficie de cualquier muestra empleando las interacciones materia-electrón. Su característica principal es que forma la imagen por el uso de un haz de electrones en lugar de uno de luz.

Lo inventó Manfred Von Ardenne en el año 1937 apoyándose en los trabajos que realizó Knoll en el 1930. Este equipo barre la superficie de una muestra con un haz de electrones, obteniendo una respuesta de partículas. Las cuales reciben y analizan los sensores para formar la imagen tridimensional de la muestra analizada. Actualmente un microscopio electrónico de barrido comercial posee una resolución entre 04 y 20 nanómetros.

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Partes del microscopio electrónico de barrido 🔬🔌

Este microscopio posee prácticamente los mismos elementos funcionales de cualquier otro microscopio electrónico. Ya que la diferenciación entre ellos, se realiza es por su proceso de funcionamiento. Entonces a continuación una lista de los principales componentes de un SEM:

• Pistola de electrones: Se refiere a la fuente del haz de electrones para trabajar.
• Lentes de electrones: Son los encargados de direccionar y formar el haz del tamaño adecuado.
• Zona de muestra: Es donde se colocan los porta muestras con el material a analizar, básicamente es la plataforma de trabajo.
• Detectores o sensores de señales: Son los encargados de recibir las moléculas o partículas resultantes de la excitación de la muestra con el haz de electrones. Cada área de trabajo adapta los sensores que consideren pertinentes de acuerdo al trabajo que realicen.
• Dispositivos de salida de datos: Son las pantallas y otros equipos que permiten la formación y visualización de la imagen obtenida.

Principio de la microscopía electrónica de barrido (SEM) 🦠🧫

Este principio es un proceso bastante técnico pero trataremos de describirlo de forma sencilla para su fácil comprensión. Por esta razón lo mencionaremos por etapas. Si eres nuevo con el tema, se recomienda la búsqueda de información más específica para  mejor comprensión.

Comenzamos con el haz de incidencia que son electrones acelerados que cargan cantidades grandes de energía cinética. La cual al incidir directamente sobre la superficie de la muestra en análisis se disipa. Generando por medio de la interacción muestra-electrón una variedad significativa de señales que son registradas por los distintos sensores.

Las diferentes señales emitidas en respuesta pueden ser:

• Electrones secundarios: Son electrones desplazados de los componentes de la muestra de acuerdo a la incidencia del haz. Son los que generan imágenes en el SEM, especialmente de topografía y morfología.
• Electrones retro dispersados o BSE: Son empleados junto a los secundarios para la creación de la imagen. Especialmente de la composición de la muestra.
• Electrones retro dispersados difractados o EBSD: Se emplean para la determinación de estructuras cristalina y ubicación de minerales.
• Fotones: Rayos X usados en el análisis de elementos ya que de acuerdo a las capas de composición se producen longitudes de onda específicas.
• Luz visible
• Calor

Por esta razón los microscopios electrónicos de barrido siempre tienen como mínimo un sensor o detector (electrones secundarios). Pero la mayoría posee detectores adicionales que determinan sus capacidades específicas. Su adaptación depende del funcionamiento que se le dará en el área que se emplee.

Entonces una vez los sensores reciben las señales específicas, se da paso a la formación de la imagen que será exhibida en la pantalla. Lo interesante de este análisis es que puede realizarse en múltiples oportunidades ya que no produce daño, ni disminución de volumen en el estudio.

Aplicaciones del SEM 🔬🧬

• Generar imágenes con alta resolución de la forma de los objetos.
• Proporcionar mapas de la composición elemental o análisis químico de zonas puntuales.
• Discriminar fases empleando BSE.
• Medir con precisión elementos y objetos de hasta 50 nano metros.
• Examinar orientación de microfibras y cristalográfica en materiales.

Ventajas y desventajas del microscopio electrónico de barrido 👩‍🔬🖤

Ventajas

Puede decirse que no existe otro equipo con la cantidad de aplicaciones que posee el SEM en el estudio de materiales sólidos. Son fáciles de operar si el personal encargado conoce a cabalidad su funcionamiento. Requiere preparación mínima de la muestra en la mayoría de sus aplicaciones. Se adquieren datos rápidamente en la mayoría de sus modalidades, aproximadamente en cinco minutos. Generan datos en formato digital que pueden reportarse e incluso compartirse.

Desventajas

Solo se pueden estudiar muestras sólidas que entren en la cámara destinada para la muestra en el microscopio. Los tamaños máximos son un poco reducidos teniendo 10 centímetros para la dimensión horizontal. Mientras que para la dimensión vertical son apenas 40 milímetros. Las muestras deben ser estables en presencia de vacío. Los sensores de EDS no detectan elementos muy livianos y también tienen problemas con números atómicos bajos. Posee muchos requisitos de infraestructura para su utilización. Tales como un sistema de refrigeración, fuente de alimentación, sistema de vacío, suelo libre de vibraciones, habitación aislada libre de campos magnéticos.

Listo ya conoces completamente el microscopio electrónico de barrido y no es sorpresa que sea el favorito. Debido a su gran cantidad de aplicaciones y lo específico de sus resultados, es la mejor herramienta para el estudio de materia sólida. Si deseas conocer un poco más sobre materiales de laboratorio, échale un vistazo al resto de nuestras publicaciones.

Bibliografía: https://www.upc.edu/sct/es/equip/247/microscopio-electronico-barrido-meb.html