A mikroszkópok története
Az optikai mikroszkópok fejlődése
A 17. század végén a holland Antoine van Leeuwenhoek megalkotott egy egyszerű, egylencsés mikroszkópot. A felépítésében egy modern nagyítóhoz hasonló új találmány abban volt más, hogy a nagyítása több mint 200-szoros volt. Az új mikroszkóppal Leeuwenhoek mikroorganizmusokat és spermiumokat tudott vizsgálni.
Nagyjából ugyanekkor az angol Robert Hooke megépített egy összetett mikroszkópot, amely két lencséből, objektív és okulár lencséből állt. Hooke háncsszövetet vizsgált, és az alkotóelemeit sejteknek nevezte el, mert hasonlítottak a méhsejtekre. Így alkotta meg a „sejt” biológiai fogalmát.
Ebben a korban két lencse egyesítése rontott a pontosságon, részben a lencsék aberrációja miatt, ami kisebb felbontást eredményezett, mint egy egyszerű mikroszkópé.
A 19. század során különböző fejlesztéseknek köszönhetően a mikroszkóp felbontása jelentősen javult. Jobb lencsék vagy lencsekombinációk alkalmazásával korrigálták az aberrációt, amiben a fő közreműködő német vállalatok, például a Zeiss és a Leitz nyújtott segítséget. A német Ernst Abbe elméleti és gyakorlati újításokat hajtott végre a mikroszkópokon, és elmondhatjuk, hogy ő alkotta meg a modern optikai mikroszkóp prototípusát.
A mikroszkópia előbb említett jelentős fejlődése ellenére a 19. századi kutató, George Airy felfedezte, hogy a fény természetéből adódóan a felbontás korlátozott. Nem sokkal ezt követően Ernst Abbe bevezette a numerikus apertúra fogalmát, és igazolta, hogy a mikroszkopikus mintákat legfeljebb csupán 200 nm-es felbontásig lehet vizsgálni látható fénnyel, függetlenül a lencse teljesítményétől, és ezzel új kihívást teremtett a nagyítás alatti megfigyelés kapcsán.
Az elektronmikroszkópok fejlődése
A röntgensugarakat és az elektront egymást követően fedezték fel a 19. század végén, az elektronlencse elmélete pedig az 1920-as évek végén született meg. A nagyobb felbontású mikroszkópok fejlődése a 20. század elején annak köszönhető, hogy ezeket a rövid hullámhosszú sugarakat használták fel fényforrásként. A transzmissziós elektronmikroszkópot (TEM) Ernst Ruska fedezte fel Németországban az 1930-as évek elején, az első kereskedelmi forgalomban kapható TEM-et pedig Siemens fejlesztette ki 1939-ben. A pásztázó elektronmikroszkóp (SEM) fejlődése nagyjából ugyanakkor kezdődött, mint a TEM-é. A következő a pásztázó transzmissziós elektronmikroszkóp (STEM) volt, amit Manfred Ardenne dolgozott ki az 1930-as évek végén, ezt pedig a modern SEM prototípusa követte, amit Vlagyimir Zvorikin fejlesztett a 1940-es évek kezdetén. Zvorikin SEM-je azonban csekély felbontású volt, ezért az SEM fejlesztése tovább folytatódott a Cambridge-i Egyetem Charles Oatley laboratóriumának projektjei során az 1950-es években, és ennek köszönhetően létrejött az első kereskedelmi forgalomban kapható SEM, amit a Cambridge Instruments gyártott 1965-ben.
Az elektronmikroszkópok túlléptek az optikai mikroszkópok korlátain, és jelentősen javult a felbontás is, így akár atomi méretű tárgyak megfigyelése is lehetővé vált.
A felbontás javulása mellett számos egyéb fejlesztés zajlik a mai napig az elektronmikroszkópok kapcsán. Az egyik a környezeti pásztázó elektronmikroszkóp kidolgozása, amely kis vákuumot tart fenn a mintakamrában a nedvességtartalmú minták megfigyeléséhez.
