Trasferta romana

Tredici ore di treno in tre giorni sono una buona media, ma bisogna pur conciliare cuore e lavoro. Tutto sommato viaggiare in treno non mi dispiace, perché leggo, studio, penso e in un certo senso mi riposo o meglio sto forzatamente seduta per un periodo più o meno prolungato. Adesso sto scrivendo proprio dal treno regionale da Roma per Pisa (sono una fedelissima dei regionali a lunga percorrenza) e inserirò questo post prima di andare a nanna stasera. Sono stata a Roma più o meno per 24 ore per utilizzare il microscopio elettronico a scansione (SEM) dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) e fare tante foto ai campioni del Kamil Crater.

Quando sono stata a Grenoble vi avevo spiegato cosa succede quando un fascio di elettroni colpisce la materia e del fatto che la microsonda elettronica è dotata di rilevatori in grado di convertire l’intensità dei raggi X caratteristici in concertazioni. Il microscopio elettronico a scansione è invece dotato di rilevatori in grado di convertire i segnali degli elettroni retrodiffusi (backscattered) e degli elettroni secondari in immagini. Il termine scanning significa che il fascio di elettroni non è fisso su un punto ma è fatto scandire riga dopo riga sulla porzione di campione che si vuole osservare.

Interazione materia elettroni(Insieme dei segnali che si producono dall’interazione tra il fascio di elettroni e la materia)

Le immagini che si ottengono convertendo il segnale degli elettroni retrodiffusi (backscattered) danno informazioni sulla composizione chimica: sono immagini in scala di grigio in cui gli oggetti con numero atomico medio più alto avranno colori più chiari tendenti al bianco e quelli con numero atomico medio più basso appariranno più scuri.

SEM BSE(cristallo di forsterite nella meteorite metallica NWA 6583)

Le immagini ottenute convertendo il segnale degli elettroni secondari sono sempre in scala di grigi e danno informazioni sulla morfologia del campione in esame. Sono molto utili quando si osservano oggetti non sezionati e lucidati oppure quando ci sono molte irregolarità (es. buchi e fratture).

acaro(foto in elettroni secondari di un acaro, l’ho presa dalla rete per farvi vedere che il SEM non serve solo a noi geologi; fonte http://www.hutton.ac.uk/research/groups/environmental-and-biochemical-sciences/analysis-equipment/mineralogy)

Il fascio di elettroni necessario per ottenere i diversi segnali è prodotto da un cannone di elettroni. Nei microscopi elettronici convenzionali, gli elettroni sono prodotti per effetto termoionico: all’interno del cannone si trovano un catodo (polo negativo; di solito è un filamento di tungsteno) e un anodo (polo positivo), scaldando il filamento di tungsteno si producono degli ioni negativi (elettroni) che sono accelerati verso il basso a causa della differenza di potenziale tra catodo e anodo. In altri microscopi elettronici, come quello dell’INGV di Roma, invece, gli elettroni sono prodotti per effetto termoionico potenziato a emissione di campo (field emission gun FEG). Non mi addentro nella fisica che c’è dietro, ma vi spiego i vantaggi pratici dell’utilizzare questo effetto potenziato: 1. il fascio di elettroni ha un diametro più piccolo; 2. ha un’intensità fino a tre volte maggiore rispetto alle sorgenti convenzionali; 3. segnali prodotti sono migliori perché il rumore di fondo è ridotto al minimo. Tutto questo permette di ottenere immagini con una maggiore risoluzione spaziale.

Per esempio  al SEM convenzionale avevo notato un particolare interessante in uno dei campioni che sto studiando per il dottorato.  Sospettavo che fosse molto pieno di bolle (ovvero vescicolato), ma non ero stata in grado di vedere  come fosse fatto e ovviamente senza la prova fotografica la mia supposizione si sarebbe fermata lì e non avrei potuto descriverlo in nessun lavoro scientifico. Stamattina grazie al FEG-SEM (o FE-SEM) sono stata in grado di risolvere questo particolare che è effettivamente vescicolato e le vescicole hanno diametro medio di circa 1 µm. Grazie alle nuove tecnologie si possono notare particolari ignorati in precedenza e migliorare così le nostre conoscenze!

Da domani avrò tante immagini da riguardare con attenzione e interpretare con la speranza di aggiungere qualche informazione in più allo scenario di impatto della meteorite Gebel Kamil con le rocce del deserto roccioso egiziano.

Buona notte…

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Pubblicato il 6 novembre 2013, in Agnes at work con tag , , , . Aggiungi il permalink ai segnalibri. 9 commenti.

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