Unser neues Herzstück - Das Rasterelektronenmikroskop

24. März 2021

Bereits länger lassen Rasterelektronenmikroskope weltweit die Herzen von Wissenschaftlern höher schlagen. Auch beim Technorama besteht seit vielen Jahren der Wunsch nach einer solchen Wundermaschine. Nun ist es endlich soweit, ein Rasterelektronenmikroskop (kurz REM) hat Einzug ins Technorama gefunden und wurde von begeisterten Mitarbeitenden herzlich in Empfang genommen.

Nun ist es also da, das neue Prachtexemplar im Biologie-Trakt des Technorama. Als eines der ganz wenigen Science Center weltweit darf sich das Technorama nun stolze Besitzerin eines Rasterelektronenmikroskops (REM) nennen. Neben dem Aquarium und der Garderobe voller weisser Laborkittel stehend, sieht es von aussen doch eigentlich gar nicht so extravagant aus. Die wahre Stärke des REM offenbart sich erst beim näheren Hinsehen. Während bei herkömmlichen Lichtmikroskopen das Untersuchungsobjekt maximal bis zu 1000-fach vergrössert werden kann, gelingt diesem REM eine Vergrösserung um bis das 50’000-fache.

Doch woher kommt denn eigentlich dieser auf den ersten Blick doch etwas eigenartig anmutende Name und wie funktioniert das REM? Bei einem Lichtmikroskop wird, wie der Name bereits vermuten lässt, das Untersuchungsobjekt mittels Licht und optischen Linsen vergrössert. Beim REM hingegen wird innerhalb eines Vakuums ein feingebündelter Elektronenstrahl über das Objekt gerastert. Wenn der Elektronenstrahl auf das Objekt trifft, entstehen verschiedene Wechselwirkungen, die wiederum Informationen über die Beschaffenheit und Zusammensetzung des Objektes geben. Diese werden mittels spezieller Detektoren erfasst. Entscheidend ist dabei die Intensität der Signale. Das REM ermöglicht damit eine umfassende Analyse des Untersuchungsobjektes im dreidimensionalen Raum. In Wechselwirkung der Elektronen mit dem Objekt wird somit ein vergrössertes Bild des Objekts in schwarz-weiss und Graustufen ermöglicht. Dieses Bild wird übrigens direkt auf einen Bildschirm übertragen, von wo aus die Untersuchungsleitenden das REM auch via Cockpit bedienen. Ein zusätzlicher Detektor ermöglicht die Röntgenspektralanalyse von Objekten. Damit können die elementare Zusammensetzung und deren Verteilung in Objekten ermittelt werden.

Damit ein solches Bild aber überhaupt möglich wird, muss das Objekt zuvor mit einer hauchdünnen Goldschicht überzogen werden. Im Fachjargon heisst dieser Vorgang dann: «Besputterung». Das Ziel dabei ist es, das Objekt elektrisch leitbar zu machen, damit lokal störende Aufladungen verhindert werden und die Elektronen realitätsgetreu abgestrahlt werden können. Damit wird ein guter Kontrast des Bildes sichergestellt.

So, nun aber fertig mit Theorie und ran an die Praxis. Technorama Mitarbeitende aus den Laboren durften letzte Woche gleich selbst Hand anlegen und nahmen an einem Workshop zum neuen REM teil. Fasziniert wurden eine vergoldete Ameise, ein Libellenkopf (natürlich beide vorab dahingeschieden), Weinstein-Kristalle, Metall-Kügelchen auf einer Oberfläche sowie auch Eheringe genauer unter die Lupe genommen. Bevor dann hoffentlich bald unsere Besucherinnen und Besucher ihre eigens mitgebrachten Proben im REM untersuchen dürfen, gilt es jetzt zuerst einmal für unsere Mitarbeitenden sich besser mit dem REM vertraut zu machen.

Gloor Instruments AG verwirklicht unseren Traum
Lange konnte das Technorama nur davon träumen, ein REM bei sich im Labor zu haben. Denn ein solches Meisterwerk der Technik ist nicht ganz umsonst zu haben. Nun ist es endlich so weit und wir dürfen dieses Prachtexemplar bei uns willkommen heissen. Überhaupt erst ermöglicht hat dies Gloor Instruments AG, ein Anbieter für Komplettlösungen im Bereich der Materialprüfung, Materialanalyse, Bildbearbeitung und Bildarchivierung. Dank der eigens für uns auf die Beine gestellten Crowdfunding-Kampagne «Ein Elektronenmikroskop für das Technorama» kamen grosszügige Spenden zusammen, um unseren Traum eines REMs zu verwirklichen. An dieser Stelle möchten wir uns ganz herzlich für die Unterstützung und das Beisteuern des grössten Betrags bei Gloor Instruments AG bedanken. Grosse Unterstützung erfuhren wir auch vonm Swiss Nanoscience Institute (SNI) und dem Hersteller unseres REMs, der Carl Zeiss AG, vielen Dank. Ebenfalls ein grosses Dankeschön gilt den weiteren beteiligten Gönnern: Paul Scherrer Institut, Roche, Sensirion, ETH Zürich, EMPA, Qualitech AG, SIKA Technology AG und diverse private Spender.

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