Sifat gelombang elektron yang bergerak merupakan dasar dari mikroskop elektron yg dibuat untuk pertama kali pada tahun 1931. Daya pisah setiap instrumen optis dibatasi oleh difraksi sehingga besarnya berbanding lurus dengan panjang gelombang yg dipakai untuk menyinari benda yang diselidiki. Dalam mikroskop elektron, kumparan yg berarus listrik dipakai untuk menimbulkan medan magnetik yang berlaku sebagai lensa untuk memfokuskan berkas elektron pada benda yg diselidiki dan alat ini menghasilkan bayangan yg diperbesar pada layar pendar (fluoresen) atau pelat fotografik. Perbesaran mikroskop ini dapat mencapai 1.000. 000 x.
Seorang ilmuwan dari universitas Berlin yaitu Dr. Ernst Ruska bersama rekannya, Bodo von Borries, menggabungkan penemuan ini [efek lensa elektromagnetis] dan membangun mikroskop transmisi elektron (TEM) yang pertama pada tahun 1931. Untuk hasil karyanya ini maka dunia ilmu pengetahuan menganugerahinya hadiah Penghargaan Nobel dalam fisika pada tahun 1986.
Mikroskop yang pertama kali diciptakannya adalah dengan menggunakan dua lensa medan magnet, namun tiga tahun kemudian ia menyempurnakan karyanya tersebut dengan menambahkan lensa ketiga dan mendemonstrasikan kinerjanya yang menghasilkan resolusi hingga 100 nanometer (nm) (dua kali lebih baik dari mikroskop cahaya pada masa itu).
Mikroskop transmisi eletron saat ini telah mengalami peningkatan kinerja hingga mampu menghasilkan resolusi hingga 0,1 nm (atau 1 angstrom) atau sama dengan pembesaran sampai satu juta kali.
Abstract
An electron microscope (EM) is a type of microscope that uses an electron beam to illuminate a specimen and produce a magnified image.
An EM has greater resolving power than a light microscope
and can reveal the structure of smaller objects because electrons have
wavelengths about 100,000 times shorter than visible light photons. They can achieve better than 50 pm resolution and magnifications of up to about 10,000,000x whereas ordinary, non-confocal light microscopes are limited by diffraction to about 200 nm resolution and useful magnifications below 2000x.
The electron microscope uses electrostatic and electromagnetic lenses to control the electron beam and focus it to form an image. These electron optical lenses are analogous to the glass lenses of a light optical microscope.
Electron microscopes are used to investigate the ultrastructure of a wide range of biological and inorganic specimens including microorganisms, cells, large molecules, biopsy samples, metals, and crystals.
Industrially, the electron microscope is often used for quality control
and failure analysis. Modern electron microscopes produce electron micrographs, using specialized digital cameras or frame grabbers to capture the image.
Sejarah:
The first electromagnetic lens was developed in 1926 by Hans Busch (de).
According to Dennis Gabor, the physicist Leó Szilárd tried in 1928 to convince Busch to build an electron microscope, for which he had filed a patent.
The German physicist Ernst Ruska and the electrical engineer Max Knoll constructed the prototype electron microscope in 1931, capable of four-hundred-power magnification; the apparatus was the first demonstration of the principles of electron microscopy. Two years later, in 1933, Ruska built an electron microscope that exceeded the resolution attainable with an optical (light) microscope.
Moreover, Reinhold Rudenberg, the scientific director of Siemens-Schuckertwerke, obtained the patent for the electron microscope in May 1931.
Aplikasi:
- Semiconductor and data storage
- Circuit edit
- Defect analysis
- Failure analysis
- Diagnostic electron microscopy
- Cryobiology
- Protein localization
- Electron tomography
- Cryo-electron microscopy
- Toxicology
- Biological production and viral load monitoring
- Particle analysis
- Pharmaceutical QC
- Structural biology
- 3D tissue imaging
- Virology
- Vitrification
- Materials research
- Electron beam-induced deposition
- Materials qualification
- Nanoprototyping
- Nanometrology
- Device testing and characterization
- Industry
- High-resolution imaging
- 2D & 3D micro-characterization
- Macro sample to nanometer metrology
- Particle detection and characterization
- Direct beam-writing fabrication
- Dynamic materials experiments
- Sample preparation
- Forensics
- Mining (mineral liberation analysis)
- Chemical/Petrochemical
- Fractography and failure analysis
Meskipun banyak bidang-bidang ilmu pengetahuan yang berkembang pesat dengan bantuan mikroskop transmisi elektron ini, namun adanya persyaratan bahwa obyek yang diamati harus setipis mungkin, membuat sebagian peneliti tidak terpuaskan, terutama yang memiliki obyek yang tidak dapat dibuat setipis mungkin. Dalam perkembangannya masalah ini terpecahkan dengan ditemukannya sebuah alat yang disebut mikrotom. Dengan alat ini spesimen bisa disayat dengan sangat tipis.
Pembuatan preparat untuk mikroskop elektron
Agar pengamat dapat mengamati preparat dengan baik, diperlukan persiapan sediaan preparat. Prinsip penyediaan preparat untuk mikroskop elektron adalah sebagai berikut :
Melakukan fiksasi :
Bertujuan untuk mematikan sel tanpa mengubah struktur sel yang akan diamati. Fiksasi dapat dilakukan dengan menggunakan senyawa glutaraldehida atau osmium tetroksida.
Pembuatan sayatan :
Bertujuan untuk memotong spesimen hingga setipis mungkin agar mudah diamati di bawah mikroskop. Preparat dilapisi dengan monomer resin melalui proses pemanasan, kemudian dilanjutkan dengan pemotongan menggunakan mikrotom.
Umumnya mata pisau mikrotom terbuat dari berlian, karena berlian tersusun dari atom karbon yang padat. Hasilnya, sayatan yang terbentuk lebih rapi. Sayatan yang telah terbentuk diletakkan di atas cincin berpetak untuk diamati.
Pelapisan/Pewarnaan :
Bertujuan untuk memperbesar kontras antara preparat yang akan diamati dengan lingkungan sekitarnya. Pelapisan/pewarnaan dapat menggunakan logam berat seperti uranium dan timbal.
Lihat Juga:
- 1 Transmission electron microscope (TEM)
- 2 Scanning electron microscope (SEM)
- 3 Reflection electron microscope (REM)
- 4 Scanning transmission electron microscope (STEM)
Gambar Seekor Kutu Berjalan di Atas Rambut diambil oleh Mikroskop Elektron
Baiknya laboratorium-laboratorium di Indonesia segera dilengkapi dengan Mikroskop Elektron buatan dalam negeri.
Bisakah Industri IPTEKS dalam negeri membuat Mikroskop Elektron?
Sumber:
Arip Nurahman Notes
Fisika Modern
Wikipedia
Donni Triosa
Semoga Bermanfaat
Donni Triosa
Semoga Bermanfaat
No comments:
Post a Comment