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Centro Atómico Bariloche
Comisión Nacional de Energía Atómica
Río Negro - Argentina
Ing. Silvia Dutrús
Grupo Nuevos Materiales y DispositivosPrograma Ciclo de CombustiblesGerencia de Área Aplicaciones de la Tecnología Nuclear
[email protected] Atómico Bariloche, (8400) S.C. De Bariloche, Río Negro, ArgentinaTel: +54 2944 445282
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Una mirada a las ciencias a través del
Microscopio Electrónico de Barrido
La metalurgia de los indígenas del noroeste neuquino.Las algas del agua que consumimos todos los días. El baño de mi gata. La arena , ¿tiene cristales?. ¿Por donde toman aire las hojas? Los mosquitos, ¿cuantos ojos tienen?. ¿Quién disparó con un arma de fuego?
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Técnicas De Análisis Existen muchas y variadas técnicas que
nos permiten analizar muestras desde distintos puntos de vista
o Químicaso Ópticaso Físicaso Electrónicas o Nucleares etc.. ..
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Cada una de ellas nos brinda una datos parciales de la muestra, y de acuerdo a la información que se necesita es la o las técnicas a utilizar.
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Por ejemplo si queremos estudiar la cabeza de un insecto con una simple lupa podemos ver la cabeza, alas, patas etc.
Los detalles ¿Los podemos ver?
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La microscopía óptica no nos alcanza, entonces debemos recurrir a otra técnica que nos permita ver superficies con mas
aumento.
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Es aquí donde hace su aparición la
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Cabeza de mosquito
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Qué es laQué es la Microscopía Microscopía Electrónica Electrónica de de BarridoBarrido ??
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Una técnica que nos Una técnica que nos permite observar permite observar
superficies con mucho superficies con mucho aumentoaumento
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Estoma de una hoja de gramínea
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Grano de polen de retama
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Cristales pseudobrooquita (Fe2TiO5)
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El ojo de un insecto !
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•Un microfósil
Quironómido 0,5 mm
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Cómo lo logramos?Cómo lo logramos?
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Hacemos incidir el haz de electrones sobre la superficie a observar
Los electrones primarios arrancan electrones de la muestra en observación
Generando así los
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Un detector colecta los electrones secundarios y envía la señal a un televisor donde aparece un punto brillante, que será mas intenso cuanto mayor sea la cantidad de electrones colectados
detector de electrones secundarios
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El haz de electrones primarios se mueve “barriendo” una zona rectangular como sucede en el televisor de su casa
Por esto se llama :
Microscopio Electrónico de Microscopio Electrónico de Barrido Barrido
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Cómo hacemos para ver Cómo hacemos para ver cada vez con mayor cada vez con mayor
aumentoaumento ??
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•Hacemos que el haz de electrones “barra” a lo ancho de un rectángulo más pequeño
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Toda la información de esa zona aparecerá en la pantalla de TV
De esta forma vemos una zona pequeña aumentada muchas veces.
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Cuántas veces podemos Cuántas veces podemos
aumentar una imagen aumentar una imagen ??
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desde 10 veces
hasta 200.000 veces
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Es mucho, verdad Es mucho, verdad ??
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Qué otra cosa se puede Qué otra cosa se puede hacer con un Microscopio hacer con un Microscopio Electrónico de Barrido ?Electrónico de Barrido ?
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Algunos de los electrones que inciden sobre la muestra “rebotan” elásticamente
Generando así los
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Que información nos dan estos electrones?
Contraste por número atómico
En la imagen las zonas más brillantes son las que corresponden a materiales de mayor número atómico.
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Esta es una técnica que utilizamos con frecuencia en el análisis de muestras forenses cuando necesitamos identificar micropartículas de plomo sobre algún material orgánico como puede ser tejido, fibras sintéticas etc..
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Cuándo se arrancan electrones de un átomo, este átomo queda inestable y para estabilizarse emite rayos X.
Todos los elemento de la naturaleza cuándo se estabilizan emiten rayos-X de distinta energía.
rayos-X
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Si podemos medir esa energíaSi podemos medir esa energía
conoceremos de qué elementos está compuesta la muestra que estamos mirando
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De esta manera realizamos un análisis químico elemental
•Cualitativo
•Cuantitativo
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Imagen de electrones retrodispersados
Imagen de rayos-X de cobre (Cu, color magenta)
Imagen de rayos-X de plomo (Pb color azul)
Imágenes de esquirla de bala
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De esta manera realizamos un De esta manera realizamos un análisis químico de la muestra análisis químico de la muestra que observamosque observamos
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Cuándo utilizamos esta Cuándo utilizamos esta técnica?técnica?
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Cuándo queremos saber de que está compuesto un material, por ejemplo un trozo de metal , una cerámica, un vidrio etc..
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Este tipo de análisis se llama Este tipo de análisis se llama :
dispersivo en energía:dispersivo en energía:
cuando medimos la energía a los rayos-X
dispersivo en longitud de onda:dispersivo en longitud de onda:
cuando medimos la longitud de onda a los rayos X
Rayos-XE
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Este tipo de análisis se llama Este tipo de análisis se llama :
dispersivo en energía:dispersivo en energía:
si le medimos la energía a los rayos-X
dispersivo en longitud de onda:dispersivo en longitud de onda:
si le medimos la longitud de onda a los rayos X
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Mapeo de rayos X
Permite detectar las zonas donde se encuentra algún elemento en particular
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Imagen de electrones retrodispersados
Imagen de rayos-X de cobre (Cu, color magenta)
Imagen de rayos-X de plomo (Pb color azul)
Imágenes de esquirla de bala
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Aluminio Silicio
Los puntos brillantes indican las zonas Los puntos brillantes indican las zonas donde se encuentra el elemento detectadodonde se encuentra el elemento detectado
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Electrones Electrones secundariossecundarios
•superficiesuperficie
Electrones Electrones retrodispersadosretrodispersados
Rayos-XRayos-X
•Contraste por Contraste por número número atómicoatómico
•AnálisisAnálisis
•mapeo mapeo
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3 3 Cómo se preparan las Cómo se preparan las
muestras?muestras?
Tres preguntas que nos hacemos!!!Tres preguntas que nos hacemos!!!
1 1 Qué tipo de muestras podemos Qué tipo de muestras podemos
ver?ver?
2 2 Cuál es el tamaño más grande de Cuál es el tamaño más grande de
muestra? muestra?
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1 1 Qué tipo de muestras podemos Qué tipo de muestras podemos
ver?ver?Sólo deben cumplir la condición de estar totalmente secas, es decir sin líquidos.
Por qué?Por qué?
El microscopio trabaja en vacío (se ha sacado todo el aire del interior de la cámara donde va la muestra y cualquier líquido que hubiera en ese momento se convertiría en gas y no nos dejaría ver bien la imagen
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2 2 Cuál es el tamaño más grande de Cuál es el tamaño más grande de
muestra? muestra?
Depende del tamaño de la cámara del microscopio, en nuestro caso pueden hasta de 5cm por 10cm.
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3 3 Cómo se preparan las Cómo se preparan las
muestras?muestras?
• Deben estar secas (sin líquidos)
• Ser conductoras, es decir debe permitir el paso de los electrones.
Y las muestras biológicas que no conducen??
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3 3 Cómo se preparan las Cómo se preparan las
muestras?muestras?
Cuando no Cuando no conducen, les conducen, les colocamos una capa colocamos una capa muy fina de oro , muy fina de oro , aluminio u otro aluminio u otro material conductormaterial conductor
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Equipo para depositar Oro y Carbón
Balzers SCD 050
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Campos de Aplicación de la Microscopía Electrónica de Microscopía Electrónica de
BarridoBarrido•Ciencia de MaterialesCiencia de Materiales
•MedicinaMedicina
•MetalurgiaMetalurgia
•MineríaMinería
•GeologíaGeología
•PaleontologíaPaleontología
•BiologíaBiología
•ArqueologíaArqueología
•IndustriaIndustria
•Control de CalidadControl de CalidadEstos son algunas de las aplicaciones, se puede utilizar en todaslas disciplinas que Usted piense y muchas otras más.
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Esperamos haya disfrutado el paseo por la
Microscopía Electrónica de Microscopía Electrónica de BarridoBarrido
Muchas gracias Muchas gracias
por por acompañarnos !!!!acompañarnos !!!!
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Campos de Aplicación de la Microscopía Microscopía
Electrónica de BarridoElectrónica de Barrido
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Aleaciones de base cobreAleaciones de base cobre
Procedencia:
Sitio arqueológico “Caepe Malal” (Valle del Curi Leuvú, Departamento de Chos Malal, Provincia de Neuquén).
Piezas de análisis: dos piezas (muestras 3,4) de una armadura metálica
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zona con inclusiones de Pb
imagen contraste por número atómico (e-retrodispersados)
Pb Aleaciones de base cobre
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Ciencia de MaterialesCiencia de Materiales
Análisis de fractura
Caracterización de materiales
MetalurgiaMetalurgia
Aleación Cu-Zn Circonio hidrurado
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Cristales de Ti-Fe
Aleaciones
Al
Si
sec
Mapeo de chip de PC
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BiologíaBiología
Leposinclis
Rotíferos
Hongos
hongo
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MedicinaMedicina
Cabello normal
Cálculo renal
Cabello deteriorado
Tejido con glóbulos rojos
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MineríaMineríaGeologíaGeología
rayosX Si rayosX Fe
rayosX S
Imagen de contraste por número atómico de
mineral
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PaleontologíaPaleontología ArqueologíaArqueología
ostrácodos
diatomeas
Latón de enterramiento indígena
foraminífero
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IndustriaIndustria
Análisis de cerámicos, aceros, vidrios, sedimentos etc..
Control de CalidadControl de Calidad
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Estos son algunas de las aplicaciones de la Microscopía Electrónica de Barrido
Se puede utilizar en todas las disciplinas que Usted piense y aún en muchas otras
más.
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