¿Te has preguntado alguna vez cómo se ven las cosas más pequeñas de cerca? Desde un grano de azúcar en tu café, un mechón de pelo o las células de tu mejilla, no puedes ver estas cosas y examinarlas de cerca sólo a simple vista. Si estos objetos ya son difíciles de inspeccionar, ¿qué más de las partes más pequeñas de un organismo y otras cosas que parecen casi invisibles? Para eso están los microscopios.
¿Qué es un microscopio?
Un microscopio, de las palabras griegas antiguas mikrós o «pequeño» y skopeîn o «mirar o ver», es una herramienta que se utiliza para ver objetos más pequeños que el ojo humano puede ver. La microscopía es el campo de estudio científico que se utiliza para estudiar estructuras y objetos diminutos mediante un microscopio.
Fue en el siglo XVI cuando se descubrió el primer microscopio compuesto y se le atribuyó a Zacharias Janssen. Mediante la colocación de un objeto en el extremo de un tubo, y la colocación de dos lentes en la parte superior e inferior del tubo, Zacharias y su padre Hans, se dieron cuenta de que el objeto se ampliaba. Gracias a este descubrimiento, se desarrollaron más avances e innovaciones que condujeron a los microscopios que utilizamos hoy en día.
¿Cómo funcionan los microscopios?
Los microscopios más básicos que se utilizan hoy en día en diversas instituciones hacen uso de una serie de lentes que recogen, reflejan y enfocan la luz hacia el espécimen, que es el objeto a inspeccionar. Sin la presencia de luz, los microscopios no funcionan. Este tipo de microscopio se suele utilizar en centros de investigación, escuelas y hospitales.
El uso de diferentes lentes de microscopio favorece el aumento sin alterar la calidad de la imagen producida. Aparte del aumento de la lente, también es importante identificar el campo de visión del microscopio para medir con precisión el tamaño de su espécimen. Además, la mayoría de los microscopios tienen lentes binoculares que consisten en dos lentes y un prisma para dividir la imagen en ambos oculares por donde se asomará.
En otro extremo del microscopio se encuentran las lentes objetivas que se encargan de recoger y concentrar la luz en el espécimen. Estas lentes objetivas tienen distintas potencias que se pueden utilizar de una en una ajustando el revólver.
Un instrumento llamado ocular amplía el objeto cambiando la longitud de onda de la luz que se utiliza en el instrumento para hacerlo funcionar. Hay muchos tipos de oculares, cada uno capaz de realizar diferentes tareas. Los oculares más comunes son los que utilizan la tecnología de desplazamiento de gas para suministrar la luz. El siguiente ocular común es el modelo con corrección de gas. El tercer ocular común es el modelo de fotocélula.
Existen otros tipos de oculares que se utilizan en función de las necesidades del experimento que se realice. Al aprender cómo funciona un microscopio, los investigadores podrán utilizar estos oculares en sus experimentos, proporcionando así mejores formas de estudiar la naturaleza y su funcionamiento.
Los microscopios suelen funcionar con baterías o con mecanismos mecánicos para permitir la observación de objetos hasta 10 veces más pequeños que su tamaño original. Si un espécimen microscópico no se manipula correctamente o de forma inadecuada, puede distorsionar la imagen y dar resultados erróneos. Por lo tanto, utilizar el tipo de microscopio adecuado y manejarlo correctamente es importante para ver el objeto elegido.
Aquí hay cinco tipos de microscopio, sus cualidades específicas y sus usos:
- Microscopio simple
Un microscopio simple es simplemente una lupa grande con una distancia focal más corta que tiene un espejo convexo con una pequeña área focal. Los ejemplos más comunes de este tipo de dispositivo son el objetivo de mano y el objetivo de ocular.
Cuando se acerca un material a la lente del microscopio, se crea su foco, y el objeto original se amplía y se vuelve más erecto. A continuación, se enfoca una parte del material juntando los dos bordes de la lente. Esto crea una imagen más pequeña y enfocada del material que el área más grande.
Como sólo es un microscopio simple, sólo tiene un nivel de aumento dependiendo de la lente que se utilice. Por lo tanto, los microscopios simples sólo se utilizan para leer y ampliar elementos no complejos. Por ejemplo, puedes utilizar una lupa para ampliar los detalles de un mapa.
- Microscopio de luz compuesto
Un microscopio compuesto es el tipo de microscopio más común utilizado hoy en día, cuyo mecanismo se ha explicado anteriormente. Se trata básicamente de un microscopio que tiene un objetivo o una cámara que tiene un medio compuesto en medio. Este medio compuesto permite realizar aumentos en una escala muy fina.
Mientras que el microscopio simple sólo requiere luz natural para ver el objeto, un microscopio de luz compuesto necesita un iluminador para ver el espécimen. Estas son las especificaciones básicas de un microscopio compuesto:
- Aumento: Esto se refiere a hacer que el espécimen se vea más grande a través del microscopio mediante el zoom de las lentes. El aumento es una propiedad cuantificada que va desde 40x, 100x, 400x y hasta 1000x.
- Resolución: Se refiere a la calidad de la imagen captada por el objetivo del microscopio compuesto. Una mayor resolución significa que la imagen será más clara y detallada. Además, tiene una claridad visual mejorada al tener más capas de aumentos.
- Contraste: Al igual que en la fotografía, la oscuridad del fondo en relación con el foco o espécimen se denomina contraste. Un contraste excelente se consigue normalmente mediante la tinción de la muestra para que sus colores destaquen al observarla en el microscopio.
Los microscopios compuestos son extremadamente útiles para la investigación en diferentes áreas. Ha tenido un gran impacto en la ciencia y la tecnología en general. Algunos de sus usos populares son a la hora de ver un espécimen científico con fines educativos y de investigación. Si estás pensando en estudiar en la facultad de medicina, a menudo te encontrarás con este tipo de microscopio en tus clases.
- Microscopio estereoscópico
El microscopio estereoscópico, microscopio de disección o microscopio estereoscópico, es una versión de microscopía óptica diseñada específicamente para obtener imágenes de bajo aumento de un espécimen biológico. Funciona a través de la reflexión de la luz en la superficie del espécimen en lugar de transmitirla a través de su medio.
Este tipo de microscopio se utiliza a menudo en los laboratorios de química donde se requieren imágenes tridimensionales más detalladas que serían posibles con un microscopio electrónico u otro microscopio de alta potencia. Aunque la tecnología de la microscopía estereoscópica existe desde hace más de 100 años, los microscopios estereoscópicos sólo han aparecido recientemente en el laboratorio y pueden producir imágenes de mayor calidad que nunca.
Muchas personas eligen los microscopios estereoscópicos en lugar de otros modelos de microscopios porque pueden producir imágenes de mejor calidad dependiendo de las necesidades de cada uno. Además, estos modelos de microscopio requieren menos mantenimiento y son baratos. Las aplicaciones de los microscopios estereoscópicos implican requisitos microscópicos menos exhaustivos, como la visualización de materiales de fabricación, el trabajo con placas de circuitos, la disección y la inspección.
- Microscopio electrónico de barrido (SEM)
Un microscopio electrónico de barrido es un tipo muy popular de microscopios electrónicos de barrido, que produce imágenes de un material mediante el barrido de la muestra con un haz de electrones de alta potencia. Los electrones que interactúan con los átomos de la muestra crean diferentes señales que contienen datos sobre la estructura y la topografía del material. Las imágenes que se producen utilizando estos instrumentos de microscopía son altamente precisas, así como pueden ser vistas en alta resolución utilizando un ocular de microscopio o una lupa.
Para obtener resultados adecuados de un MEB, la muestra o espécimen debe tener conducción eléctrica para que los electrones reboten en su superficie, produciendo así una imagen clara. Para que la muestra sea lo suficientemente conductora eléctricamente, se recubren con una fina capa de metales como el oro.
Se pueden emplear varias técnicas para mejorar la calidad de la imagen del MEB, como son: la obtención de imágenes por fluorescencia, la microscopía electrónica de punta, el escaneo de haces múltiples y el uso de cristales coloidales.
Además, es importante utilizar el microscopio en buenas condiciones de funcionamiento, ya que esto reducirá la calidad de las imágenes que reciba. Con todas estas cosas en su sitio, puede tener un gran instrumento que le permitirá ver y examinar la muestra más pequeña posible.
A continuación se enumeran las mejores aplicaciones y usos de un microscopio electrónico de barrido:
- Inspección de semiconductores
- Ciencia de los materiales
- Ciencia médica
- Investigación forense
- Muestreo de suelos y rocas
- Nanocables para la detección de gases
- Arte
- Transmisión Microscopio electrónico de transmisión (TEM)
La microscopía electrónica de transmisión es un método de microscopía óptica en el que se transmite un haz eléctrico de electrones a través de una muestra no teñida para crear una imagen óptica de la misma. En lugar de enviar los electrones para que escaneen y reboten en la muestra, como hacen los MEB, los TEM permiten que los electrones pasen a través de la fina muestra. La muestra suele ser una lámina ultrafina de menos de 50 micrómetros de grosor o una suspensión de electrolitos suspendida en una rejilla de placas en forma de rejilla.
En contraste con los microscopios compuestos ordinarios, los TEM tienen un aumento asombroso que es posiblemente 10.000 veces mayor que el de los microscopios ópticos, lo que permite a los investigadores ver especímenes excepcionalmente pequeños. Incluso puede ilustrar la disposición de los átomos dentro de una muestra.
Debido a la sofisticación de los TEM, son extremadamente técnicos y caros. Los estudiantes no suelen tener acceso a este tipo de microscopios, ya que son para científicos que realizan trabajos exigentes relacionados con el campo de la nanotecnología, la investigación médica, las ciencias de la vida, la investigación biológica, la investigación de materiales, la gemología y la metalurgia.
Sin embargo, las muestras requieren una preparación minuciosa en la que deben colocarse en una cámara de vacío. Así, las muestras vivas, como los protozoos, no pueden examinarse con el TEM. Aunque las muestras pueden teñirse o recubrirse con productos químicos para proteger su estructura, hay más posibilidades de que el microscopio siga destruyendo la muestra. A pesar de estos inconvenientes, las aportaciones de los microscopios electrónicos de transmisión no tienen rival.
De innumerables maneras posibles, los microscopios tienen mucho que ofrecer a la ciencia. Gracias a los microscopios, los estudios y el aprendizaje que requieren el aumento de los objetos pueden ejecutarse adecuadamente. Los microscopios también sientan las bases para más desarrollos científicos en el futuro. A medida que aumenta la comprensión de la tecnología en el mundo, es posible que sólo pase algún tiempo antes de que los microscopios se transformen en nuevos tipos con un potencial aún mayor que los actuales.