Sapere Scienza

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Viaggio nell’infinitamente piccolo: il microscopio elettronico a scansione

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Fonte: remf.dartmouth.edu Mix di pollini osservabile al microscopio elettronico a scansione. Nella parte inferiore dell’immagine è indicata l’unità di misura: il granulo di polline più grande misura circa 100 μm (micrometro) ossia 0,1 millimetri.

 

Cosa saranno mai queste strane sfere? Alcune sembrano dei gusci, altre dei chicchi di caffè, altre ancora delle spugne. Forse rimarrete stupiti nel sapere che l’immagine mostra un mix di pollini. Sì, proprio quelli che vi fanno starnutire e mancare il respiro in primavera. Difficile immaginare che quella sottilissima polvere gialla possa nascondere queste geometrie quasi aliene. Il mondo dell’infinitamente piccolo nasconde paesaggi fatti di minerali, insetti mostruosi, miriadi di forme e colori celate in una manciata di sabbia. Pensate quante informazioni possiamo ricavare, indagando nell'infinitamente piccolo, da tutto ciò che ci circonda e, nel nostro caso, da tele o ceramiche. Il microscopio ottico ci aiuta in questo ma ha dei limiti, limiti che grazie allo sviluppo tecnologico possiamo superare con il microscopio elettronico a scansione.

 

 

Il microscopio elettronico a scansione – per gli amici SEM, Scanning Electron Microscope – è uno strumento estremamente versatile, applicato in numerosissimi ambiti scientifici quali la biologia, la medicina, la mineralogia, per non parlare delle nanotecnologie dove questa “estensione” dell’occhio umano permette di controllare i risultati del lavoro di miniaturizzazione.

 


Per quanto riguarda i beni culturali, il SEM è utilizzato per studiare materiali. È possibile scoprire la storia della loro lavorazione o le caratteristiche della tecnologia che li ha prodotti ma anche ricercare utilissimi indizi sui processi di degrado subiti. L’ingrandimento può raggiungere le 100.000 volte (100.000x), molto più alto di un normale microscopio ottico con le sue 2000 volte (2000x).

 

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Fonte: ammrf.org.au Confronto delle modalità di analisi tra un microscopio ottico e un microscopio elettronico a scansione.

 

Come il microscopio ottico ha una sorgente luminosa che ci permette di osservare il campione, così quello elettronico adopera un fascio di altra natura per mostrarci cosa c’è al di là della nostra capacità visiva: sono gli elettroni che, interagendo con la superficie da analizzare, “creano” l’immagine che noi vedremo su di uno schermo. Come fanno? Gli elettroni generati all’interno dello strumento, questi piccoli corridori accelerati e direzionati opportunamente con delle lenti, raggiungeranno la superficie del campione scansionandola letteralmente. Un pennello di particelle passerà da sinistra a destra, procedendo dall’alto verso il basso, e le nuove particelle che saranno espulse a causa dell’interazione con l’oggetto di studio verranno registrate e trasformate in una fotografia in toni di grigio, estremamente dettagliata.

 


Non finisce qui: come accade nella fluorescenza a raggi X,  il bombardamento del materiale da parte di particelle a elevata energia (gli elettroni accelerati) provocherà l’emissione di radiazione X la cui energia è caratteristica dell’elemento coinvolto. Quindi avremo un ingrandimento del campione e anche una vera e propria mappa della sua composizione chimica.

 


Chissà se, quando l’allergia per il polline vi attanaglierà, diventerete più tolleranti fantasticando sull’universo di strutture che nasconde e che abbiamo scoperto per merito del SEM...forse no! Alla prossima!

 

 

 

Alessia Colaianni

Giornalista pubblicista, si è laureata in Scienza e Tecnologia per la Diagnostica e Conservazione dei Beni Culturali e ha un dottorato in Geomorfologia e Dinamica Ambientale. Divulga in tutte le forme possibili e, quando può, insegna.

copertina   maggio-giugno 2019

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