Introduzione all'osservazione delle strutture molecolari con i microscopi ottici
La struttura molecolare può essere osservata utilizzando un microscopio elettronico, che ora ha un ingrandimento fino a 15 milioni di volte.
Negli anni '70, la microscopia elettronica a trasmissione era un tipo popolare di microscopio con una risoluzione di circa 0,3 nanometri, mentre la risoluzione umana era di circa 0,1 millimetri, che era lo stato iniziale dello sviluppo della microscopia elettronica.
Nel 1931, uno scienziato tedesco modificò un oscilloscopio ad alta-tensione combinando una sorgente di elettroni a scarica a catodo freddo e una lente con tre elettroni. Dopo la modifica, scoprì che l'oscilloscopio poteva ingrandire gli oggetti più volte. Così inventò il microscopio elettronico a trasmissione e l'invenzione dell'oscilloscopio ad alta-tensione confermò al mondo la funzione di ingrandimento del microscopio elettronico.
All'inizio del XX secolo, gli scienziati americani fecero nuovi passi avanti nello studio della risoluzione dei microscopi elettronici, che raggiunsero rapidamente i livelli moderni. In questo periodo, i microscopi elettronici conobbero un rapido sviluppo anche in Cina.
Al giorno d'oggi, l'ingrandimento dei microscopi elettronici può raggiungere 15 milioni di volte, mentre l'ingrandimento dei microscopi ottici è solo di 2000 volte. Questa è anche la differenza tra microscopi elettronici e microscopi ottici. Pertanto, possiamo osservare direttamente le condizioni atomiche nei metalli e la disposizione ordinata degli atomi nei semiconduttori attraverso i microscopi elettronici.
La risoluzione dei microscopi elettronici è ancora di gran lunga superiore a quella dei microscopi ottici. Il grande ingrandimento dei microscopi ottici è di circa 2000 volte, mentre i moderni microscopi elettronici hanno un ingrandimento di oltre 3 milioni di volte. Pertanto, attraverso i microscopi elettronici, è possibile osservare direttamente il reticolo atomico ben organizzato di alcuni atomi e cristalli di metalli pesanti (si noti che solo la disposizione può essere vista, e la struttura atomica e il livello molecolare non possono essere visti chiaramente dai microscopi elettronici. Ciò che può essere visto al microscopio è la forma cristallina delle molecole con diverse configurazioni)
Attualmente i microscopi non sono sostanzialmente in grado di vedere chiaramente le molecole, non perché l’ingrandimento sia insufficiente, ma perché non è possibile raggiungere la risoluzione dei microscopi ottici. L'attuale STORM ad alta risoluzione è di circa 20 nm, il che significa che due punti separati da più di 20 nanometri possono essere visti chiaramente, mentre quelli al di sotto di 20 nanometri appaiono come un ammasso.
