La nascita del  microscopio elettronico

La nascita della microscopia elettronica si fa risalire alla descrizione dettagliata, pubblicata nel 1932 sugli Annalen der Physik, degli esperimenti condotti da Max Knoll ed Ernst Ruska al Politecnico di Berlino, che permisero di ottenere per la prima volta l’immagine di un fascio modulato di elettroni tramite l’uso di due lenti magnetiche (Knoll M, Ruska E, 1932). Dovranno passare tuttavia ben 54 anni prima che, nel 1986, venga assegnato al solo Ernst Ruska, due anni prima della sua scomparsa, il Premio Nobel per la Fisica for his fundamental work in electron optics and for the design of the first electron microscope. Il 1932 viene quindi considerato convenzionalmente l’anno d’invenzione del microscopio elettronico a trasmissione, anche se un primo prototipo a lenti elettrostatiche era stato costruito da Ernst Brüche nei laboratori della Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft (AEG) di Berlino già nel 1931 e nello stesso anno era stato usato per la prima volta il termine di microscopio elettronico (Mulvey T, 1962). D’altronde, i diritti di brevetto per lo sfruttamento commerciale dell’invenzione risultano assegnati fin dal 28 maggio 1931 all’ing. Reinhold Rudenberg, Direttore di Ricerca della Siemens & Halske di Berlino. Tuttavia, il primo microscopio elettronico elettrostatico, in grado di dar luogo ad immagini diverse dal catodo, verrà realizzato solo nel 1939 da Hans Mahl dell’AEG. Lo sviluppo del microscopio elettronico a scansione è ancora opera di Max Knoll che ne descrive i principi di funzionamento in un suo lavoro pubblicato nel 1935 su Zeitschrift für Technische Physik (Knoll M, 1935), anche se bisognerà attendere fino al 1965 quando la Cambridge Instrument Company inglese immetterà sul mercato il primo strumento commerciale. Questo microscopio fu il risultato di una serie di ricerche iniziate da Charles Oatley nel 1948 presso il 1 la microscopia elettronica all’istituto superiore di sanità dal 1942 al 1992: dai laboratori di fisica al laboratorio di ultrastrutture La Microscopia Elettronica all’ISS 2 Cambridge University Engineering Department (CUED) e proseguite da Dennis McMullan e Kenneth Smith con la messa a punto di prototipi tra il 1951 ed il 1956 (Smith KCA, et al., 2008). Sempre in Germania Manfred von Ardenne realizzò, nel 1938, un prototipo di microscopio elettronico a trasmissione e scansione costituito da due lenti elettrostatiche, con le bobine per la scansione poste tra queste, che permise di ottenere una micrografia a 8.000 X di un cristallo di ossido di zinco, con una risoluzione spaziale di 50-100 nm (von Ardenne M, 1938a; 1938b). Nel decennio 1936-1946 diversi prototipi di microscopi elettronici a trasmissione verranno realizzati, oltre che in Germania, anche in Belgio, Canada, Cecoslovacchia, Francia, Giappone, Gran Bretagna, Iugoslavia, Inghilterra, Olanda, Stati Uniti, Svezia, Svizzera, Unione Sovietica e, come vedremo tra breve, in Italia stessa. La prima costruzione in serie di microscopi elettronici iniziò comunque in Germania nel 1939 su progetto di Bodo von Borries (1905-1956) e Ernst Ruska da parte della Siemens (von Borries B, Ruska E, 1940), seguita nel 1940 dalla RCA (Radio Corporation of America) statunitense. La nascita della microscopia elettronica si fa risalire alla descrizione dettagliata, pubblicata nel 1932 sugli Annalen der Physik, degli esperimenti condotti da Max Knoll ed Ernst Ruska al Politecnico di Berlino, che permisero di ottenere per la prima volta l’immagine di un fascio modulato di elettroni tramite l’uso di due lenti magnetiche (Knoll M, Ruska E, 1932). Dovranno passare tuttavia ben 54 anni prima che, nel 1986, venga assegnato al solo Ernst Ruska, due anni prima della sua scomparsa, il Premio Nobel per la Fisica for his fundamental work in electron optics and for the design of the first electron microscope. Il 1932 viene quindi considerato convenzionalmente l’anno d’invenzione del microscopio elettronico a trasmissione, anche se un primo prototipo a lenti elettrostatiche era stato costruito da Ernst Brüche nei laboratori della Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft (AEG) di Berlino già nel 1931 e nello stesso anno era stato usato per la prima volta il termine di microscopio elettronico (Mulvey T, 1962). D’altronde, i diritti di brevetto per lo sfruttamento commerciale dell’invenzione risultano assegnati fin dal 28 maggio 1931 all’ing. Reinhold Rudenberg, Direttore di Ricerca della Siemens & Halske di Berlino. Tuttavia, il primo microscopio elettronico elettrostatico, in grado di dar luogo ad immagini diverse dal catodo, verrà realizzato solo nel 1939 da Hans Mahl dell’AEG. Lo sviluppo del microscopio elettronico a scansione è ancora opera di Max Knoll che ne descrive i principi di funzionamento in un suo lavoro pubblicato nel 1935 su Zeitschrift für Technische Physik (Knoll M, 1935), anche se bisognerà attendere fino al 1965 quando la Cambridge Instrument Company inglese immetterà sul mercato il primo strumento commerciale. Questo microscopio fu il risultato di una serie di ricerche iniziate da Charles Oatley nel 1948 presso il 1 la microscopia elettronica all’istituto superiore di sanità dal 1942 al 1992: dai laboratori di fisica al laboratorio di ultrastrutture La Microscopia Elettronica all’ISS 2 Cambridge University Engineering Department (CUED) e proseguite da Dennis McMullan e Kenneth Smith con la messa a punto di prototipi tra il 1951 ed il 1956 (Smith KCA, et al., 2008). Sempre in Germania Manfred von Ardenne realizzò, nel 1938, un prototipo di microscopio elettronico a trasmissione e scansione costituito da due lenti elettrostatiche, con le bobine per la scansione poste tra queste, che permise di ottenere una micrografia a 8.000 X di un cristallo di ossido di zinco, con una risoluzione spaziale di 50-100 nm (von Ardenne M, 1938a; 1938b). Nel decennio 1936-1946 diversi prototipi di microscopi elettronici a trasmissione verranno realizzati, oltre che in Germania, anche in Belgio, Canada, Cecoslovacchia, Francia, Giappone, Gran Bretagna, Iugoslavia, Inghilterra, Olanda, Stati Uniti, Svezia, Svizzera, Unione Sovietica e, come vedremo tra breve, in Italia stessa. La prima costruzione in serie di microscopi elettronici iniziò comunque in Germania nel 1939 su progetto di Bodo von Borries (1905-1956) e Ernst Ruska da parte della Siemens (von Borries B, Ruska E, 1940), seguita nel 1940 dalla RCA (Radio Corporation of America) statunitense.