- Stahuj zápisky z přednášek a ostatní studijní materiály
- Zapisuj si jen kvalitní vyučující (obsáhlá databáze referencí)
- Nastav si své předměty a buď stále v obraze
- Zapoj se svojí aktivitou do soutěže o ceny
- Založ si svůj profil, aby tě tví spolužáci mohli najít
- Najdi své přátele podle místa kde bydlíš nebo školy kterou studuješ
- Diskutuj ve skupinách o tématech, které tě zajímají
Studijní materiály
Hromadně přidat materiály
Pohledy do mikrosvěta
BDIZ - Diagnostika a zkušebnictví
Hodnocení materiálu:
Zjednodušená ukázka:
Stáhnout celý tento materiálPohledy do Mikrosvěta
doc. RNDr. František Lednický, CSc.
Ústav makromolekulární chemie Akademie věd ČR
ledn@imc.cas.cz
Abstrakt
Na p íkladech p evážně z oblasti polymerních m teriálů je v presentované práci stručně
uveden p ehled možností mikroskopických technik, mikroskopických preparací, metod
zobrazení a výsledků.
ř ř a
ř
1. Úvod
Svět kolem nás, předměty a okolí se kterými se pravidelně setkáváme, vnímáme obvykle
jako samozřejmost, aniž bychom o nich podrobněji uvažovali. Dům, ve kterém bydlíme, nám
slouží, krajina, kde žijeme, se mění rychleji podle ročních období či pomaleji podle zásahů,
které do ní udělá člověk. Nářadí a nástroje, které potřebujeme k práci nebo využíváme ve
svém volném čase, považujeme za dobré nebo méně dobré podle toho, do jaké míry jsou nám
užitečné. S okolním světem komunikujeme tak, že se jej dotýkáme nebo pozorujeme.
Můžeme říci, že pokud k této komunikaci nepotřebujeme speciální prostředky, pak to, co
vnímáme je makrosvět. Každá jeho součást, ať jde o část živou nebo neživou, má svoje
vlastní složení, strukturu, která odpovídá její funkci. Sledujeme-li strukturní elementy světa
o tak malých rozměrech, že je už nejsme schopni sledovat neozbrojeným okem, mluvíme
o mikrosvětě.
Hledáme-li společné rysy makro- a mikrosvěta, nenajdeme jich mnoho. Důležitým
společným rysem však je vnitřní struktura, tedy uspořádání na různých úrovních jak
v makrosvětě, tak i ve světě mikroskopických rozměrů. Například zdi domů jsou sestaveny
z cihel (či jiných konstrukčních prvků), živá hmota z buněk, neživé hmoty mohou mít
krystalickou skladbu či mohou být tvořeny směsí adherujících drobných částic různého
původu a různých vlastností. Můžeme nalézt překvapivou analogii ve vnitřní stavbě složitých
konstrukcí a běžných přírodních útvarů. (P íkladem může být dokonalá p íhradová konstrukce
obilného stébla, tvo ená mikrotrubicemi různých průmě ů uspo ádaných ve svazcích a vyztu-
ženými p íčným dělením, zvyšujícím jejich tuhost. Porovnáme-li pak „obyčejné“ pšeničné
stéblo s dosud nejvyšší volně stojící strukturou vytvo enou člověkem, 553 m vysokou
komunikační věží společnosti CN v Torontu, dojdeme k p ekvapivému zjištění, že „stéblo“
o stejné výšce jako zmíněná věž by měla u země průměr pouhých 6 metrů.)
ř ř
ř r ř
ř
ř
ř
ř
ř
ř
Zjednodušíme-li vztah člověka k poznání a využití okolního světa a omezíme-li se
nadále na oblast materiálů a materiálového výzkumu, můžeme říci, že člověk si klade dvě
základní otázky: JAK a PROČ. Jak vyrobit materiál, díl či výrobek, jak snížit náklady, jak
zvýšit rychlost produkce, jak nahradit drahý materiál, jak zvýšit kvalitu, jak odstranit vady.
Odpověď na tyto otázky je většinou úkolem výrobní sféry. Odpovědi na otázku „Proč“
většinou hledáme v akademické sféře. Jde o pochopení stavby hmoty, struktury materiálu
a ovlivnění jeho vlastností. Zde je pak přímá souvislost s pohledy do mikrosvěta, tam hledáme
odpovědi.
Jaké máme možnosti do mikrosvěta nahlížet? Je celá řada technik, které se vztahují
k vlastnostem a chování materiálů na úrovních atomární, molekulární a nadmolekulární. Zde
si pouze velmi stručně všimneme technik mikroskopických. Tyto techniky poskytují přímý
pohled (zprostředkovaný mikroskopickým zařízením) na rozložení strukturních útvarů ve
sledovaném objektu. Výsledkem je obraz. Je zřejmé, že k dosažení tohoto pohledu je nutno
také vhodným způsobem připravit preparát, který pak zobrazovací zařízení (mikroskop) je
schopno zpracovat, aby struktura byla zřejmá. (Nap íklad tlustý preparát není možno zobrazit
proza ovací technikou, průhledný preparát se obtížně zobrazuje technikami využívajícími
odraz záření, vnit ek nepřístupného vzorku je třeba odkrýt vhodnou preparační technikou.)
2. Mikroskopické techniky
Mikroskopické zobrazovací techniky můžeme podle způsobu vytváření obrazu rozdělit
do dvou základních skupin. Všeobecně známé jsou mikroskopické techniky, u nichž se obraz
vytváří pomocí čoček. Typickými příklady jsou světelná a transmisní (prozařovací)
elektronová mikroskopie. Druhý typ zobrazovacích zařízení jsou rastrovací či skanovací
mikroskopy, u nichž se preparát „prohlíží“ bod po bodu a celkový obraz vzniká složením
jednotlivých bodů, tedy složením signálů, které získáme odezvou na interakci „buzení“.
Typickými příklady jsou rastrovací (skanovací) elektronová mikroskopie a mikroskopické
techniky známé pod názvem mikroskopie rastrovací sondou, z nichž snad nejznámější jsou
mikroskopie atomárních sil a tunelovaní rastrovací mikroskopie. Rozvoj mikroskopických
technik v posledních desetiletích pokročil velmi rychle a v současné době existuje řada
takových, které oba tyto způsoby kombinují, tedy kdy zařízení obsahuje zobrazovací čočky
a obraz vzniká „čtením“ preparátu bod po bodu. Jako příklady můžeme uvést světelnou
konfokální mikroskopii, mikroskopii blízkého pole, či rastrovací transmisní elektronovou
mikroskopii.
Každá z mikroskopických technik má své přednosti i nedostatky. To platí pro techniky
jak zobrazovací, tak i preparační. Je proto na jejich uživatelích, aby zvolili takovou (takové),
která poskytne ty informace, které o vzorku získat potřebujeme.
U mikroskopů, kde se obraz vytváří pomocí čoček, je celý pozorovaný preparát
použitým zářením osvětlován současně. Záření difraktované preparátem se zpracovává
zobrazovací soustavou a výsledkem je skutečný obraz na záznamovém médiu (matnici, filmu,
fluorescenčním stínítku, fotografické desce nebo v současné době nejčastěji digitální pomocí
kamery).
U skanovacích mikroskopů se pro „čtení“ preparátu využívá různých typů sond.
U rastrovacího elektronového mikroskopu je to elektronový svazek, generovaný elektro-
novým dělem podobně jako u transmisního elektronového mikroskopu, avšak soustředěný do
co nejmenší plochy, je možno říci do bodu. Nejlepší možné rozlišení pak závisí na rozměru
tohoto bodu. Interakcí elektronového svazku s preparátem vzniká celá řada signálů, za
všechny uveďme jen zpětně odražené elek
Vloženo: 28.04.2009
Velikost: 563,62 kB
Komentáře
Tento materiál neobsahuje žádné komentáře.
Copyright 2024 unium.cz