L’invention du microscope électronique est l’une des avancées les plus notables ayant marqué l’histoire de la science. Grâce à cet appareil, les scientifiques peuvent désormais voir des objets qui sont trop petits pour être visualiser avec d’autres types de microscopes. Dans cet article, nous parlerons de l’inventeur du microscope électronique et du rôle qu’il a joué dans l’histoire de la microscopie. Nous expliquerons également le principe de fonctionnement des microscopes électroniques et présenterons les utilisateurs qui les achètent.
L’invention du microscope électronique
L’idée du microscope électronique a commencé par germer dans le rang des ingénieurs à partir de 1930. À cette époque, les premières pistes venaient d’Allemagne où les ingénieurs étaient clairement les meilleurs. Nous devons l’invention du microscope électronique à l’ingénieur allemand Max Knoll qui a développé le premier microscope électronique en 1931 avec son collègue Ernst Ruska.
Ce n’est que deux ans plus tard (en 1933), que le premier microscope électronique vraiment compétitif sera inventé. L’appareil possédait un grossissement de 8000, ce qui était largement supérieur à tous les autres microscopes qu’on avait à l’époque.
La biographie de Max Knoll
Max Knoll est né à Schlangenbad Bei Wiesbaden en 1891. Il obtient son doctorat à l’université de Berlin après avoir étudié à l’Institut de technologie de Munich. Il devient professeur à l’université de Göttingen en 1920 et y travaille pendant trois ans. En 1923, Max Knoll retourne à Munich pour recommencer par travailler avec Ernst Ruska.
Les deux ingénieurs menaient ensemble plusieurs travaux de recherche sur différents projets tels que des microscopes électroniques pour les tubes cathodiques (CRT) ou des microscopes à rayons X. Ils ont réussi à créer d’autres instruments comme des ordinateurs analogiques ou des appareils photo qui fonctionnent avec des plaques photographiques au lieu de films. Max Knoll a eu une existence très intéressante qui nous aide à comprendre l’importance de son génie.
Le tout premier microscope électronique à transmission
Ernst Ruska et Max Knoll sont les co-inventeurs du premier microscope électronique à transmission. Avant que Max Knoll ne devienne chef de son propre département chez Siemens (1946 à 1962), les deux chercheurs ont été collègues chez Siemens & Halske AG (1933 à 1945). Il prend ensuite sa retraite jusqu’à sa dernière heure sept ans plus tard (1969).
Les microscopes électroniques spéciaux et leurs différents inventeurs
Mis à part le microscope électronique à transmission, il existe trois autres types de microscopes électroniques spéciaux :
Le tout premier microscope électronique à balayage (MEB)
Le microscope électronique à balayage est formé d’un faisceau d’électrons qui balaye la surface de l’échantillon à analyser. En réponse, l’échantillon réémet certaines particules qui sont examinées par des détecteurs afin de reconstruire une image tridimensionnelle. C’est en s’appuyant sur les recherches de Max knoll que Charles Oatley innove à l’université de Cambridge et fabrique le tout premier MEB en 1960. Il a fallu attendre cinq ans pour que les premiers microscopes électroniques à balayage soient mis en vente dans le commerce.
Le tout premier microscope électronique par réflexion
Le premier microscope électronique par réflexion a été inventé en 1935 par deux physiciens néerlandais : Hendrik Casimir et Gerardus Johannes Mulder. Son mode de fonctionnement est simple : former une image en utilisant le principe de la réflexion des électrons sur une fine feuille de métal (le spécimen). La surface du spécimen réfléchit le faisceau d’électrons qui est ensuite recueilli par un détecteur disposé derrière la feuille.
Les premiers microscopes par réflexion ont été commercialisés par Philips en 1939. Leur développement a été notamment stoppé par la Seconde Guerre mondiale. Ce n’est qu’à la fin de la guerre que leur production va reprendre.
Le tout premier microscope électronique à balayage en transmission
Ce microscope est l’hybride des deux types précédents (à balayage et à transmission). Il a été conçu en 1970 par une équipe de scientifiques japonais conduite par Kenji Suzuki quand il travaillait chez Hitachi. Il a fallu attendre 11 ans pour que le premier modèle commercial de ce type de microscope soit introduit par Hitachi.
Qu’est-ce qui rend les microscopes électroniques si spéciaux ?
Les microscopes électroniques ont révolutionné l’univers de la microscopie. Ils ont permis de percer certains mécanismes qu’on ne saurait comprendre autrement.
Quel est le principe de fonctionnement des microscopes électroniques ?
Les microscopes électroniques ont un fonctionnement assez simple. Ils utilisent un faisceau d’électrons pour agrandir les images des objets qui sont très petits pour être observé avec d’autres appareils. Les électrons interagissent avec l’objet étudié pour produire une image qui est projetée ensuite sur un écran.
Quelles sont les particularités des microscopes électroniques ?
Il existe deux grands types de microscopes électroniques : les microscopes électroniques à balayage (MEB) et les microscopes électroniques à transmission (MET). Les MEB utilisent un faisceau d’électrons qui se réfléchit sur la surface de l’objet, tandis que les MET utilisent un faisceau d’électrons qui traverse l’objet étudié.
Qui utilise les microscopes électroniques ?
Les microscopes électroniques sont utilisés dans plusieurs domaines scientifiques pour étudier toutes sortes de choses, de l’ADN aux bactéries. En milieu industriel par exemple, ils servent principalement à la recherche ou à l’inspection des matériaux et produits. De nombreuses entreprises se dotent d’un microscope électronique pour pouvoir effectuer leurs propres recherches et développements.
Les microscopes électroniques de nos jours
Il est important de préciser que les microscopes électroniques sont plutôt spécifiques à certains domaines et très coûteux. Ce n’est donc pas un équipement destiné au grand public, mais aux grandes institutions et entreprise.
Un microscope électronique est un équipement puissant pouvant servir à étudier une variété d’objets à différentes échelles. Vous pouvez l’exploiter pour visualiser la structure d’organismes entiers ou de cellules individuelles. Il peut également servir à examiner la structure interne des métaux (et des alliages) ou la texture de la surface des matériaux.
Les microscopes électroniques offrent une résolution beaucoup plus grande que celle d’un microscope optique. Il offre donc plus de détails dans votre échantillon. Le pouvoir de grossissement d’un microscope électronique va de 100X à plusieurs millions de X ! Cependant, la plupart des modèles ont une plage d’utilisation limitée, puisque le faisceau d’électrons peut endommager les spécimens délicats. Certains microscopes électroniques ne conviennent par exemple que pour l’étude de sections fines de spécimens biologiques.
Le microscope électronique a une grande histoire d’innovation qui nous permet de mieux comprendre les phénomènes qui se déroulent autour de nous. De nos jours, les chercheurs continuent d’innover pour pouvoir fabriquer des modèles électroniques encore plus puissants, avec des résolutions et des grossissements plus importants.
