Kas optilised mikroskoobid saavad jälgida molekulaarstruktuure?
Molekulaarstruktuuri saab jälgida elektronmikroskoobi abil, mille suurendus on kuni 15 miljonit korda.
197 0 s oli ülekandeelektronmikroskoopia populaarne mikroskoobi tüüp, mille eraldusvõime oli umbes 0. 3 nanomeetrit, samal ajal kui inimese eraldusvõime oli umbes 0,1 millimeetrit, mis oli elektronmikroskoopia arengu algne olek.
1931. aastal modifitseeris Saksa teadlane kõrgepinge ostsilloskoobi, ühendades külma katoodielektroni allika ja objektiivi kolme elektroniga. Pärast modifitseerimist leidis ta, et ostsilloskoop suudab objekte mitu korda suurendada. Seega leiutas ta ülekandeelektronmikroskoobi ja kõrgepinge ostsilloskoobi leiutis kinnitas elektronmikroskoobi suurendamisfunktsiooni maailmale.
20. sajandi alguses tegid Ameerika teadlased elektronmikroskoopide eraldusvõime uurimisel uue läbimurde, mis jõudis kiiresti tänapäevasele tasemele. Sel ajal kogesid elektronmikroskoobid Hiinas ka kiiret arengut.
Tänapäeval võib elektronmikroskoopide suurendamine ulatuda 15 miljonile korda, samas kui optiliste mikroskoopide suurendamine on vaid 2000 korda. See on ka erinevus elektronmikroskoopide ja optiliste mikroskoopide vahel. Seetõttu saame otse jälgida aatomitingimusi metallides ja aatomite korralikku paigutust pooljuhtides elektronmikroskoopide kaudu.
Elektronmikroskoopide eraldusvõime on optiliste mikroskoopide omast endiselt palju parem. Optiliste mikroskoopide suur suurendus on umbes 2000 korda, samas kui tänapäevaste elektronmikroskoopide suurendamine on üle 3 miljoni korra. Seetõttu on elektronmikroskoopide kaudu võimalik jälgida teatud raskemetallide aatomite ja kristallide korralikult paigutatud aatomvõre (pange tähele, et ainult paigutust võib näha ning aatomstruktuuri ja molekulaarset taset ei saa elektronmikroskoopide abil selgelt näha. See, mida võib näha mikroskoobi all, on erinevate konfiguratsioonide kristallide kujuga erinevate konfiguratsioonide kristalkuju).
Praegu ei näe mikroskoobid põhimõtteliselt molekule selgelt, mitte seetõttu, et suurendus pole piisav, vaid seetõttu, et optiliste mikroskoopide eraldusvõime ei saa saavutada. Praegune kõrge eraldusvõimega torm on umbes 20 nm, mis tähendab, et selgelt võib näha kahte punkti, mis on eraldatud enam kui 20 nanomeetriga, samas kui alla 20 nanomeetrit on klastrina.
Molekulid on vähemalt nanomõõtmetes. Kui kasutame elektronmikroskoopiat, on seda raske öelda. Elektronmikroskoopia suurendamine võib juba ulatuda 10000 korda ja elektronmikroskoopia eraldusvõime on nanomõõtmetes. Samal ajal tahan teile öelda, et resolutsioon on väga oluline. Kui eraldusvõime pole võimalik saavutada, on suur suurendus kasutu.
