Alles rund um das Elektronenmikroskop
Das Innenleben eines Rasterelektronenmikroskops zeigt auf den ersten Blick wenig Ähnlichkeiten mit einem Lichtmikroskop, und doch gibt es Parallelen. Ganz oben sitzt die Elektronenkanone, im einfachsten Fall ein Wolframdraht, der erhitzt wird und Elektronen emittiert. Ringförmige Elektromagnete bündeln den Elektronenstrahl, ganz ähnlich wie die Linsen in einem Lichtmikroskop. Der haarfeine Elektronenstrahl schlägt nun selbst Elektronen aus der Probe, die von einem Detektor wiederaufgefangen werden. Daraus lässt sich ein Bild erzeugen. Aber solange sich der Strahl nicht bewegt, wird auch nur ein einziger Punkt abgebildet. Das ändert sich, sobald eine Fläche abgetastet wird. Dazu lenken Elektromagnete den Elektronenstrahl ab und führen Ihn zeilenweise über die Probe. Durch dieses Abscannen entsteht ein hochaufgelöstes, vergrößertes Bild unserer Probe. Will man noch näher heran, verkleinert man die Fläche, die der Elektronenstrahl abtastet. Je kleiner die abgetastete Fläche, desto größer ist die Darstellung der Probe.
Das Elektronenmikroskop ist wohl eine der bedeutendsten Entwicklungen unseres Jahrhunderts und wurde am 9. März 1931 von Ernst Ruska und Max Knoll (beide deutsche Wissenschaftler) zum ersten Mal erfolgreich konstruiert.
Ein Elektronenmikroskop ist deshalb so wichtig für Wissenschaft und Forschung, weil damit wesentlich höhere Vergrößerungen erreicht werden können als mit einem herkömmlichen Lichtmikroskop. Man kann so Dinge abbilden, die durch ein normales Mikroskop nicht zu entdecken gewesen wären. Das Elektronenmikroskop verwendet dazu einen Strahl aus Elektronen, die durch mit elektrischen Spulen induzierte Magnetfelder abgelenkt werden, ganz ähnlich der Brechung bei optischen Linsen.
Während das erste Elektronenmikroskop Objekte nur 400 mal größer zeigen konnte, erreichen heutige Modelle bis zu 500.000-fache Vergrößerung und erzeugen damit fantastische Ergebnisse, die essentiell für die moderne Wissenschaft sind. Relativ schnell nach seiner Entwicklung begann man, Elektronenmikroskope in Serie zu fertigen und entwickelte sie durch kleine Fortschritte und neue Erkenntnisse weiter, sodass seine Leistungsfähigkeit bis heute stetig stieg.
Lichtmikroskope beherrschten bisher nicht den Blick in das Innere einer Zelle, doch dieses Problem war damit gelöst, sogar Viren, die um ein Vielfaches kleiner sind, konnten damit detailreich abgebildet werden. Lebensgefährliche Krankheiten wie Tollwut oder AIDS können damit heutzutage viel besser erforscht werden und man kann sich kaum vorstellen, wie die moderne Medizin und Biologie ohne das Elektronenmikroskop auskäme.
Die verdiente Ehrung des Entwicklers Ruska fand erst 50 Jahre später statt, als er mit dem Nobelpreis im Fach Physik ausgezeichnet wurde.
Elektronenmikroskop: TEM Philips EM 430
(Foto vom Opensource Handbook of Nanoscience and Nanotechnology / Lizenz)