Types de microscope électronique
Le microscope électronique est une technologie auxiliaire utilisée pour obtenir des images électromagnétiques à haute résolution d'échantillons biologiques ou non biologiques. Il existe plusieurs types de microscopes électroniques, notamment :
Microscope électronique à transmission
Microscopie électronique à transmission ( TEM) .Il s'agit d'un appareil dont le principe de fonctionnement consiste à diriger un faisceau d'électrons à haute tension produit à partir d'une source de rayonnement électronique. Ce faisceau est envoyé vers l'échantillon à examiner, ce qui entraîne un éclairage de lumière sur celui-ci pour former une image agrandie de cet échantillon. , visible à travers l’objectif du microscope.
Le microscope électronique à transmission est l'un des types de microscopes les plus connus actuellement utilisés. Il a été développé par le scientifique Ernst Ruska en coopération avec le scientifique Max Knoll en 1931 après JC. Ce type de microscope est considéré comme le plus similaire au microscope optique traditionnel. .
Utilisations du microscope électronique à transmission
Le microscope électronique à transmission est utilisé dans les domaines médical, biologique et physique, en analyse médico-légale, en gemmologie, en minéralogie, en nanotechnologie et dans des applications éducatives, scientifiques et industrielles. Certaines de ces utilisations sont les suivantes :
- Imagerie des parties internes des cellules.
- Imagerie des structures des molécules protéiques.
- Connaissance de l'organisation des molécules dans les virus et des fils structurels cellulaires.
- Connaître la disposition des molécules protéiques dans les membranes cellulaires.
- Production de semi-conducteurs, fabrication de puces informatiques et silicium.
- Identifier les défauts, les fractures et les dommages trouvés dans des objets de petite taille.
Avantages et inconvénients de la microscopie électronique à transmission
Le microscope électronique à transmission se caractérise par la production d'images bidimensionnelles en noir et blanc, fortement agrandies, ce qui donne une image de très haute résolution, puisque le grossissement atteint environ 2 millions de fois. Il se caractérise également par sa facilité d'utilisation et ne nécessite beaucoup de temps pour s'entraîner, mais cela peut présenter certains inconvénients, notamment :
- Le microscope électronique à transmission nécessite des échantillons très fins, dont l'épaisseur d'un échantillon ne dépasse pas 100 nanomètres, pour que les électrons puissent pénétrer à travers les tissus. Pour ce faire, il est nécessaire d'utiliser un appareil à microtome, ou ce qu'on appelle un microtome, qui est un outil utilisé pour couper des tranches très petites et précises.
- Les échantillons utilisés au microscope électronique à transmission doivent être chimiquement stables, en les plaçant dans une solution chimique qui préserve la structure cellulaire.
- Les échantillons utilisés pour la microscopie électronique à transmission doivent être complètement déshydratés.
- Le microscope électronique à transmission est volumineux et coûteux.
Microscope électronique à balayage
Le microscope électronique à balayage ( MEB).Il s'agit d'un appareil qui produit des images agrandies de différents échantillons grâce à la technologie de balayage raster, qui est une technologie qui dirige un faisceau électronique focalisé à travers la zone rectangulaire de l'échantillon. Ce faisceau perd son énergie en se convertissant en une autre forme d'énergie, qui fonctionne pour afficher les détails de l’échantillon souhaité. Ce microscope a été développé dans les années 1950 par le professeur Charles Utliff et avec l'aide d'un groupe de ses étudiants.
Utilisations du microscope électronique à balayage
Les utilisations du microscope électronique à balayage sont plus larges et plus complètes que celles du microscope électronique à transmission, et les suivantes sont les plus importantes de ces utilisations :
- Science des matériaux chimiques, aérospatiaux et électroniques.
- Amélioration et développement de nanofils utilisés comme capteurs de gaz.
- Contrôle qualité des semi-conducteurs.
- Fabrication de puces électroniques utilisées dans divers appareils électroniques, en aidant à leur assemblage.
- Études de sciences biologiques, telles que les études liées aux virus, aux bactéries, aux tissus animaux, etc.
- Joue un rôle dans les enquêtes médico-légales.
- Etudes géologiques.
- Il contribue au domaine médical en identifiant certaines maladies, en testant des vaccins, en connaissant les causes des maladies, etc.
- Détection des défauts de surface et des fractures.
Avantages et inconvénients du microscope électronique à balayage
Le microscope électronique à balayage se caractérise par la production d'une image tridimensionnelle et peut être utilisé pour photographier de grands échantillons pouvant atteindre plusieurs centimètres. Il est également capable de produire des images d'échantillons même s'ils sont humides, mais il comprend certains inconvénients, notamment :
- Le coût du microscope électronique à balayage est élevé et sa taille est grande.
- Les échantillons utilisés au microscope électronique à balayage nécessitent une formation pour pouvoir les préparer.
- Le microscope doit être utilisé dans une zone exempte de toute interférence ou vibration électrique ou magnétique.
- Bien qu’il donne des images à haute résolution, elles sont moins précises que les images au microscope électronique à transmission.
Parties d'un microscope électronique
Le microscope électronique se compose de plusieurs parties principales, et chaque partie a une fonction spécifique qu'elle remplit. Ces parties sont : [4]
- Pistolet électronique
Il est défini comme un pistolet qui tire des filaments de tungstène chauds qui génèrent des électrons.
- Lentilles électromagnétiques
Le microscope électronique contient un certain nombre de lentilles électromagnétiques qui contribuent à agrandir l'image de l'échantillon. Chacune d'entre elles a une fonction spécifique. Ces lentilles sont :
- Une lentille condensatrice qui concentre le faisceau d'électrons sur l'échantillon.
- L'objectif est constitué de bobines magnétiques qui ont une grande capacité à former une image grossissante moyenne, car le faisceau d'électrons le traverse après avoir quitté l'échantillon à photographier.
- Les lentilles optiques sont un groupe de lentilles magnétiques qui forment l'image finale agrandie.
- Porte-échantillon
Elle se définit comme une membrane très fine constituée de carbone ou de collodion, et fixée par un treillis métallique.
- Système d'affichage et d'enregistrement d'images
Après obtention de l'image finale agrandie, celle-ci est affichée via un système d'affichage constitué d'un écran fluorescent, accompagné d'une caméra qui enregistre l'image.