Co nevidím, tomu nevěřím. To je přístup mnoha lidí, jednu z výjimek si můžeme prohlédnou ve filmu Dědictví. Problém s lidským okem je však takový, že má zásadní limitace, když se snažíme přiblížit do mikrosvěta i makrosvěta. Chápání běžného světa odvíjíme od každodenního pozorování. S velikostí se však pojí i rychlost – tedy zdánlivá představa času. Blížíme-li se limitně do obřích rozměrů, chápejte planety či sluneční soustavy, dějí se věci pomaleji, než je tomu u nás. Chod života však není závislý na tomto porozumění. Jak dlouho si lidé mysleli, že je země placatá? A změnilo to něco? Vůbec nic. Možná jen pár týpků, kteří měli důkazy na to, že je naše modrá planeta vskutku kulatá, přišlo o hlavu. Naopak tomu je při chápání dějů mikrosvěta. Kolik lidí zemřelo na infekce, než doktoři pochopili důležitost hygieny a čistých rukou? Kolik lidí umřelo na kurděje (tedy nedostatek vitaminu C)?
Chod mikrosvěta tedy zásadně ovlivňuje náš život. Čím více jej můžeme pozorovat, tím více můžeme lidstvu pomoci od různých nemocí. Můžeme také vyvíjet nové a účinnější krémy proti vráskám! Jak ale pozorovat soubory molekul a samotné molekuly na úrovni nanometrů? Zde nám odpoví fyzika krásným vynálezem – elektronový mikroskop. Stejně jako běžný optický mikroskop obsahuje čočky i prvky, které vylepšují jeho výkon.
Jak to celé funguje
Světelný mikroskop funguje na principu osvětlování objektů fotony. U elektronového jsou to překvapivě elektrony. Zdrojem elektronového svazku je nejčastěji žhavené wolframové vlákno. Prostředí uvnitř komor musí být vakuované, a to z toho důvodu, že mohou být emitované elektrony jednoduše pohlceny například molekulami kyslíku. Při kontaktu se vzorkem může dojít k několika různým interakcím: elastickému a neelastickému rozptylu, absorpci, zpětně odraženým elektronům, vyzáření Augerových elektronů nebo rentgenového záření. Obecně lze detekovat buď rozptyl, kterým můžeme sledovat například rozložení prvků v krystalové mřížce. Dále můžeme detekovat i zpětně odražené elektrony.
V roce 2017 byla udělena Nobelova cena za chemii autorům, kteří si pohráli s takzvanou kryogenní mikroskopií. To je elektronová mikroskopie za velmi nízkých teplot (77 K).