همان طور که می دانیم، میکروسکوپ ها ابزاری هستد که برای دیدن چیزهایی که با چشم (غیرمسلح) قادر به دیدن آنها نیستیم، به کار می روند. وظیفه اصلی یک میکروسکوپ، بزرگ نمایی چندین برابری (از چند ده برابر تا چند میلیون برابر) با تفکیک مناسب است تا جزئیات و مشخصات ماده مورد نظر قابل مشاهده و فهم شود. انواع میکروسکوپ ها ابزارهای اصلی در آنالیز میکروسکوپی هستند.
آنالیز میکروسکوپی
آنالیز میکروسکوپی (Microscopic Analysis) به دسته ای از روش ها گفته می شود که در آنها از انواع میکروسکوپ ها جهت استخراج و به دست آوردن اطلاعات ساختاری، سطحی و ترکیبی مواد استفاده می شود. آنالیز میکروسکوپی برای درک ساختار میکرو و نانو مواد و محصولات شیمیایی بسیار ضروری ست. داده ها و نتایج آنالیز میکروسکوپی در پیشرفت برنامه های تحقیقی و توسعه محصولات بسیار حائز اهمیت هستند.
انجام یک آنالیز میکروسکوپی موثر، نیازمند تجهیزات دقیق آماده سازی، میکروسکوپ های پیشرفته، دوربین های بسیار تخصصی و نرم افزارهای تجزیه و تحلیل تصاویر است. نتایج و تصاویر به دست آمده باید توسط کارشناسان خبره مورد ارزیابی قرار گیرد.
انواع اطلاعاتی که می توان توسط روش های آنالیز میکروسکوپی به دست آورد عبارتند از:
آنالیز سطح: شامل شناسایی و آنالیز ذرات (particle)، آنالیز عنصری نمونه های جامد، تشخیص ناخالصی ها و شناسایی عیوب و ناهنجاری های فیزیکی و شیمیایی
تست و آنالیز ذرات (دانه ها): اندازه گیری اندازه ذرات، توزیع اندازه ذرات، اندازه گیری سطح و ..
آنالیز و شناسایی مورفولوژی انواع نمونه ها شامل پروتئین، پلیمر، فیلم ها و پوشش (coating)، مواد دارویی، فلزات، سرامیک، شیشه، ماد غذایی و …
آنالیز میکروسکوپی فلزات: بررسی ساختار و دانه بندی (grain) در فلزات برای تشخیص اینکه درست حرارت دیده است یا به درستی پردازش شده است. و هم چنین برای شناسایی فلزات.
آنالیز میکروسکوپی پلیمرها: مطالعه آزمون های ساختاری مخصوصا در مقیاس نانو برای مواد پلیمری از جمله کامپوزیت ها و انواع چسب
بر اساس نوع عملکرد، میکروسکوپ ها را به سه دسته کلی زیر تقسیم می کنند که عبارتند از :
میکروسکوپ نوری
اساس میکروسکوپ نوری (Optical microscopy) استفاده از پرتوهای مرئی و وسایل اپتیکی مانند انواع عدسی ها … برای بزرگ نمایی اجسام است. بزرگ نمایی این دسته از میکروسک.پ ها می تواند تا 2000 برابر باشد. میکروسکوپ های نوری و میکروسکوپ فلورسانس از اینوع هستند.
در میکروسکوپ نوری، نور در محدوده مرئی با طول موج 400-700 نانومتر به کار می رود در صورتی که طول موج یک پرتو الکترونی حدود 0.005 نانومتر است. و از آن جایی که قدرت تفکیک یک میکروسکوپ نسبت عکس با طول موج منبع دارد ،توان تفکیکی و بزرگ نمایی میکروسکوپ های الکترونی بسیار بزرگتر از میکروسکوپ های نوری است.
میکروسکوپ الکترونی
میکروسکوپ های نوری به دلیل محدودیت پراش پرتو نوری، بزرگ نمایی محدودی دارند. در میکروسکوپ های الکترونی (Electron microscopy) به جای پرتو نوری از پرتو الکترونی استفاده می شود. به علت طول موج های بسیار کوتاه تر، پرتوهای الکترونی بزگ نمایی تصاویر بسیار بالاتر است. میکروسکوپ الکترون روبشی و میکروسکوپ الکترون عبوری از متداول ترین نوع میکروسکوپ های الکترونی هستند.
میکروسکوپ پروب روبشی
میکروسکوپ نیرو اتمی و میکروسکوپ تونلی روبشی از انواع میکروسکوپ پروب روبشی (Scanning probe microscopy) هستند که بر اساس لمس یا تماس یک پروب (probe) یا پویشگر با سطح نمونه کار می کنند.
جدول 1 مقایسه انواع میکروسکوپ های تصویربرداری
جدول 1 انواع روش های متداول تصویربرداری میکروسکوپی را بر اساس پارامترهایی چون بیشترین تفکیک (maximum resolution)، محیط تصویربرداری (imaging environment) قابلیت تصویربرداری در محل (in-situ) و در سیالات (fluid) آماده سازی نمونه و قیمت دستگاه با هم مقایسه کرده است.
