MICROSCOPIA ELETRNICA DE TRANSMISSO (MET)

A tcnica possibilita a aquisio de imagens com resoluo muito superior s obtidas com microscpios pticos comuns, em consequncia da utilizao de eltrons para a formao das imagens.

Diferena entre microscpio ptico e eletrnico de transmisso

Microscopia ptica: Fonte de luz, resoluo mxima 0,22 m Microscopia eletrnica de transmisso: Fonte de eltrons, resoluo mxima 2,3 nm;

Obs: A resoluo dos olhos humanos, que a menor distncia distinguvel entre dois pontos, est entre 0,1 e 0,2 mm.

Princpios da microscopia eletrnica

Poder resolvente (ou poder de r esoluo) Ao empregar um microscpio em um estudo, tem-se como objetivo visualizar mais detalhes do que podemos com a vista desarmada. A ampliao que as lentes nos proporcionam apenas um meio para chegar a esse objetivo, e no ter valor se a imagem produzida no fim no contiver mais detalhes do que podemos ver ou resolver sem o auxlio do microscpio. A limita- o bsica no uma questo de aumento, mas de poder resolvente, ou seja, a capacidade de distinguir, distinta e separadamente, dois pontos adjacentes. O poder resolvente de um microscpio funo do comprimento de onda da luz utilizada e da abertura numrica, que uma caracterstica do sistema de lentes.

Comprimento de onda Um objeto torna-se visvel ao microscpio como resultado de sua interao com as ondas de luz usadas para ilumin-lo. Essa interao ocasiona um desvio das ondas quando estas passam pelo objeto. Objetos muito pequenos no ocasionaro quaisquer desvios detectveis nas ondas e, portanto, permanecero invisveis (ou no resolvidos). Quanto menor o comprimento de onda da luz, menor ser o objeto que poder ocasionar desvios das ondas e, portanto, melhor ser o poder resolvente do microscpio. Isto significa que a natureza da luz limita a quantidade de detalhes que pode ser resolvida em um microscpio.

Abertura numrica O ngulo formado pelo eixo ptico e os raios mais externos ainda cobertos pela objetiva a medida da abertura numrica. O valor da abertura numrica est diretamente relacionada com o ndice de refrao do meio por onda a radiao projetada. Assim, o mximo de abertura numrica para a objetiva a seco menos do que 1, e as objetivas de imerso tm uma abertura numrica ligeiramente maior, na faixa de 1,2 a 1,4. O comprimento de onda da luz utilizada nos microsc- pios de luz , tambm, limitado; a luz visvel varia entre 400 e 700 nm. O limite de resoluo, isto , o menor objeto que pode ser distintamente visualizado, obtido com o menor comprimento de onda da luz visvel e com objetiva de maior abertura numrica. Portanto, o melhor poder resolvente conseguido com o microscpio de luz de 0,2 mm a abertura numrica no pode ser aumentada, e mesmo usando luz visvel de comprimento de onda mnimo (cerca de 0,45 mm), o poder resolvente no melhora significativamente. A nica maneira de melhorar o poder resolvente consiste em se reduzir o comprimento de onda da radiao. Para isso, se fez necessrio desenvolver equipamentos que empreguem outra forma de radiao, e aqui que o desenvolvimento do microscpio eletrnico comea.

O microscpio eletrnico de transmisso

A formao de imagens em MET

Em microscopia eletrnica de transmisso a imagem observada a projeo de uma determinada espessura do material, havendo uma diferena com relao ao observado numa superfcie. A figura 4 apresenta a projeo de uma lmina fina conforme observada no microscpio de transmisso. Como pode observado, ocorre uma projeo das linhas, reas e volumes de interesse, podendo ocorrer superposio.

Figura 4: Projeo de vrias espcies microestruturais contidas em uma lmina fina.

O contraste nas imagens formadas em MET tem diversas origens, tais como diferena de espessura, diferena de densidade ou de coeficiente de absoro de eltrons (contraste de massa), difrao e campos elsticos de tenso. Dois casos sero discutidos brevemente em seguida: slidos amorfos (contraste de massa) e slidos cristalinos (difrao). A formao de imagem e contraste ser abordada de maneira apenas introdutria e simplificada.a) Slidos amorfos Durante a passagem de eltrons atravs de uma lmina fina de slido amorfo ocorre espalhamento dos eltrons em praticamente todas as direes (vide figura 5). Este espalhamento causado pela interao do eltron incidente com o ncleo dos tomos da amostra. Ele tanto mais intenso quanto mais denso for o material, mais espessa a amostra e maior o nmero atmico do material da amostra.

Figura 5: Interao do feixe de eltrons incidentes com amostra slida: a) amostra amorfa, lado esquerdo, mostrando a ocorrncia de espalhamento; b) amostra cristalina, lado direito, mostrando a ocorrncia de difrao.

Figura 6: Origem do contraste em slidos amorfos com variao de densidade. A regio B mais densa que a regio A.

A figura 6 ilustra o aparecimento do contraste na formao da imagem de um material amorfo contendo uma regio mais densa, B, e uma regio, A, menos densa. A regio mais densa B espalha mais intensamente os eltrons, de modo que estes so em maior frao retidos pela abertura do que aqueles provenientes da regio A.

b) Slidos cristalinos Enquanto que para slidos amorfos razovel supor uma distribuio uniforme de eltrons espalhados, para slidos cristalinos a transparncia a eltrons depende das condies de difrao que diferem bastante conforme a direo. Quando um feixe de eltrons passa por uma lmina de material cristalino, somente aqueles planos quase paralelos ao feixe incidente contribuem para a figura de difrao (vide figura 7). Por exemplo, um feixe acelerado com 100 kV tem comprimento de onda 0,04 e pela lei de Bragg difratar para o ngulo de 0,01, isto , planos praticamente paralelos ao feixe incidente.

Figura 7: Formao de imagem de material cristalino em microscpico eletrnico de transmisso (esquemtico).

Conforme se utiliza os eltrons difratados ou os eltrons transmitidos para se fazer a imagem, obtm-se os chamados campo escuro e campo claro, respectivamente.

Limitaes da Microscopia Eletrnica de Transmisso

Apesar de ser uma tcnica microscpica poderosa, ela tambm apresenta algumas limitaes:

1. Amostragem. Paga-se um alto preo por uma imagem de alta resoluo, onde se v somente uma parte muito pequena da amostra. Em geral, quanto maior a resoluo, menor a amostragem.2. Imagens 2D. A imagem uma mdia atravs da espessura da amostra. Portanto, necessrio tomar cuidado na interpretao da imagem, pois ela bidimensional enquanto a amostra est em trs dimenses.3. Danos causados pelo feixe de eltrons. O feixe de eltrons funciona como uma radiao ionizante, danificando a amostra, especialmente se ela for cermica ou polmeros.4. Preparao de amostras. Esta a maior limitao do TEM. As amostras devem ser suficientemente finas, na ordem de micrometros ou menos, para que a intensidade de feixe que a atravessa consiga gerar uma imagem interpretvel. O processo para preparar tais amostras pode afetar sua estrutura e composio.

Imagem do funcionamentoMicrografia eletrnica de transmisso (MET) do caulim caulintco Amazon 88da CADAM-Rio Jari, Territrio do Amap

Cmera aptar a luz das cenas e transform-la em imagens