A microscopia eletrônica de varredura (MEV) é uma técnica de
obtenção de imagens de alta resolução da superfície de amostras. Na microscopia
eletrônica de varredura a amostra é irradiada por um feixe de elétrons
altamente colimado. Como resultado da interação do feixe de elétrons com a superfície,
uma série de radiações é emitida, i.e.: elétrons secundários, elétrons retroespalhados,
raio-X característico, elétrons Auger, fótons etc. Os sinais de maior interesse
para a técnica SEM são provenientes dos elétrons secundários e dos retroespalhados.
Os elétrons secundários possibilitam a obtenção de imagens da morfologia e
topografia da superfície da amostra em 3D em alta resolução, já os elétrons retroespalhados
são mais indicados para estudos da variação de composição.
O microscópio
O microscópio eletrônico de varredura é constituído,
basicamente, de: (i) uma coluna óptico-eletrônica; (ii) uma unidade de varredura;
(iii) uma câmara de amostras; (iv) um sistema de detecção; (v) um sistema de visualização
e armazenamento da imagem. Na coluna optoeletrônica localizam-se o canhão de
elétrons, que gera os elétrons primários com energia e em quantidade suficiente
para promoverem a excitação da amostra; as lentes condensadoras, as quais
colimam o feixe de elétrons primários; as bobinas eletromagnéticas, que
promovem a deflexão do feixe de elétrons primários no sentido horizontal
(varredura) e vertical (focalização) sobre uma dada região da amostra; as
bobinas eletromagnéticas, as quais fazem as correções de astigmatismo.
No microscópio convencionais, os elétrons são emitidos
termionicamente a partir de um cátodo (filamento) de tungstênio ou hexaboreto
de lantânio (LaB6) e acelerados através de um ânodo, sendo também possível
obter elétrons por efeito de emissão de campo. O tungstênio é tipicamente usado
por ser o metal com mais alto ponto de fusão e mais baixa pressão de vapor,
permitindo que seja aquecido para a emissão de elétrons. O feixe de elétrons, o
qual normalmente têm uma energia que vai desde as algumas centenas de eV até
100keV, é focalizado por uma ou duas lentes condensadoras, em um feixe com um
ponto focal muito fino, com tamanho variando de 0,4 a 0,5 nm. Este feixe passa
através de pares de bobinas de varredura e pares de placas de deflexão na
coluna do microscópio.

O microscópio eletrônico de varredura (MEV) é um equipamento
capaz de produzir imagens de alta ampliação (até 1 000.000 x) e resolução. As
imagens fornecidas pelo MEV possuem um caráter virtual, pois o que é
visualizado no monitor do aparelho é a transcodificação da energia emitida
pelos elétrons, ao contrário da radiação de luz a qual estamos habitualmente
acostumados. O princípio de funcionamento do MEV consiste na emissão de feixes
de elétrons por um filamento capilar de tungstênio (eletrodo negativo),
mediante a aplicação de uma diferença de potencial que pode variar de 0,5 a 30
KV. Essa variação de voltagem permite a variação da aceleração dos elétrons, e
também provoca o aquecimento do filamento. A parte positiva em relação ao
filamento do microscópio (eletrodo positivo) atrai fortemente os elétrons
gerados, resultando numa aceleração em direção ao eletrodo positivo. A correção
do percurso dos feixes é realizada pelas lentes condensadoras que alinham os
feixes em direção à abertura da objetiva. A objetiva ajusta o foco dos feixes
de elétrons antes dos elétrons atingirem a amostra analisada.

Embutindo em uma resina e polimento com acabamento espelhado
pode ser benéfico para ambas amostras, tanto biológicas quanto materiais,
especialmente quando imagens por elétrons retro espalhados (backscatterd) ou
microanálises por raios X são feitas.
Uma amostra biológica necessita fixação para preservar sua
estrutura, que é usualmente feita com a incubação da amostra em solução fixadora,
como glutaraldeído ou formaldeído.
Se não usada em ESEM, amostras biológicas devem ser
desidratadas, usualmente substituindo água por solventes orgânicos como etanol
ou acetona, e então removendo os solventes.
Se o MEV for equipado com cryo-microscopia, então
cryofixação pode ser usada. Cryofixação - congelando o espécime tão rápido, à
temperaturas de nitrogenio líquido ou mesmo hélio líquido, que a água forma de
gelo vítreo (não cristalino). Isto preserva o espécime em uma tomada de seu
estado dissolvido. Um campo inteiro chamado microscopia cryo-electrônica
ramificou a partir desta técnica. Com o desenvolvimento da microscopia
cryo-eletrônica de seções vítreas, é agora possível observar virtualmente
qualquer amostra biológica próximo de seu estado nativo.
Outra cryo-técnica para amostras biológicas é a
cryo-fratura, quando a amostra congelada é fraturadoa com uma aparato especial,
metalizada e trasnferida para o cryo-holder enquanto permance congelada.
Data a falta de informação, metalização com ouro é até um
processo semi-destrutiva desde que remover a camada de ouro quimicamente requer
químicos agressivos como cianeto de potássio ou áqua régia.
Técnicas alternativas, por exemplo baixo vácuo MEV
ambiental, permite a visualização de amostras sem metalização e sem a perda do
contraste natural vindo da interação feixe-amostra. Ouro tem um alto número
atômico e produz alto contraste topográfico e resolução mas a informação uma
vez produzida pode ficar obscura e esconder detalhes finos da amostra sendo examinada.
Trabalhando com elétrons de baixa energia (na faixa de 1
keV), um microscópio eletrônico de varredura a baixa voltagem, recentemente
desenvolvido, dispensa a etapa de metalização da amostra e permite a observação
direta da estrutura lamelar de polímeros semicristalinos, sem a necessidade de
preparação da amostra, podendo a estrutura superficial do polímero ser
investigada diretamente em alta resolução. Para a obtenção dos melhores tem-se
trabalhado com amostras na forma de filmes semi-finos (espessuras na faixa de
mm), dado que, para este caso, o recobrimento para condutividade elétrica pode
ser dispensado, oferecendo acesso direto à superfície original da amostra.
Outra vantagem é a facilidade com que uma determinada região de interesse na
amostra pode ser selecionada e localizada em baixo ampliação. Desta maneira,
por exemplo, esferulitos podem ser fotografados primordialmente num microscópio
ótico, e identificados posteriormente no microscópio eletrônico para um estudo
mais detalhado de sua estrutura lamelar.
Aonde usar um MEV no Brasil
Se houver o envio de proposta de pesquisa o LNLS, é possível realização de imagens de alta resolução assim como detecção espectral da composição da amostra a ser analisada.
Leia mais em http://pt.wikipedia.org/wiki/Microsc%C3%B3pio_eletr%C3%B4nico_de_varredura
http://www.lnls.br/
Nenhum comentário:
Postar um comentário