Utazás a mikrovilágba kiállítás – az élet kicsiben

Olvasási idő: 3 perc

A Magyar Természettudományi Múzeumban június 18-án új kiállítás nyílt, amely az elektronmikroszkópok által feltárt varázslatos világba engednek betekintést.

Augusztus 20-ig olyan különlegesen fotókat láthatunk, amelyek izgalmasak a természet iránt érdeklődő közönség és a kutatók számára is. Az eredeti sokszorosára felnagyított képek állatokról, növényekről, kövületekről, technikai tárgyakról készültek úgy, ahogyan emberi szemmel sosem láthatnánk.

Az Utazás a mikrovilágba kiállítás folyamán összesen 60 természeti és 1 db emberi hajszálat ábrázoló képet láthatunk.

Az Utazás a mikrovilágba kiállítás ötlete körülbelül fél éve, egy elektronmikroszkóp-karbantartás alkalmával fogalmazódott meg dr. Soós Miklós (Auro-Science Consulting Kft.) ügyvezető agyában.

Az első mikroszkópok Robert Hooke angol tudós és Anton van Leeuwenhoek németalföldi zoológus nevéhez köthetők. Az említett tudósok kortársak voltak a 17. században. Hooke mikroszkópja igen egyszerű volt, Leeuwenhoek viszont saját kezűleg csiszolta a lencséit és jobb minőségű mikroszkópja is lett. Nem is véletlen, hogy az első baktériumokat Anton van Leeuwenhoek pillantotta meg 1674-ben, a saját maga által készített egylencsés, kétszázszoros nagyításra képes mikroszkóppal.

A következő áttörést az optikai mikroszkópia hozta.

Az első eredményeket követően a kutatók a mikroszkóp optikájának tökéletesítésével próbálták meg a felbontást növelni. Az 1850-es években azonban Ernst Abbe bebizonyította, hogy az optikai mikroszkóp felbontóképességét a látható fény hullámhossza korlátozza, azaz a felbontóképesség határát nem a technikai korlátok, hanem a fizika törvényei szabják meg. Abbe képletéből adódott, hogy a felbontás növelése érdekében a látható fénynél rövidebb hullámhosszú (pl. ultraibolya) fényt kellene használni, azonban ennek megvalósításához már ismét a technika szabta a korlátokat. (Az optikai mikroszkópia alkalmazásának komoly korlátja a nagy nagyítás mellett fellépő alacsony mélységélesség, ami a gyakorlatban azt jelenti, hogy csak a fókuszban lévő részlet lesz éles, ezen kívül homályos képet kapunk. A pásztázó elektronmikroszkópok jóval nagyobb nagyítás mellett is nagy mélységélességű képet adnak, ezt jól szemléltetik a kiállításon bemutatott képek is.)

Kabóca háton – A kabócák (Auchenorrhyncha) testmérete 1 mm és 4 cm között változhat. E növényi nedvekkel táplálkozó rovarok szájszerve szúró-szívó típusú, fejükön egy összetett – és fajtól függően – általában két-három pontszem található. A potrohukban lévő hanghólyagon feszülő kitinhártya rezgetésével keltett hang meleg nyári napokon felcsendülő kabócaének.

Gombaevő vaspondró (Cylindroiulus boleti) mosolya – Az egyik leggyakoribb ikerszelvényes. Teste hosszúkás, henger alakú, össze tud tekeredni. Feje alig különül el a törzstől, rövid 6-9 ízből álló csápot visel. Szájszerve a rágóból (mandibulából) és állkapocsból (maxilla) kialakult, összetett állkapcsi készülék, a gnathochilarium.

Az igazi innovációt Loius de Brogie doktori disszertációja hozta, mely rámutatott arra, hogy a vákuumban felgyorsított elektronok a fényhez hasonlóan hullámtermészettel rendelkeznek és a hullámhossz a gyorsítófeszültségtől függően változik. Az elektronsugár fókuszálásához szükséges elektromágneses lencse ötletét végül Hans Busch publikálta 1926-ban. Az elektronmikroszkóp működését demonstráló berendezést – az első négyszázszoros nagyítású prototípust – végül Ernst Ruska német fizikus mutatta be 1931-ben. 1933-ban ő építette meg azt az elektronmikroszkópot is, amely már a fénymikroszkóppal elérhető nagyításnál nagyobb nagyításra volt képes. Ruska 1986-ban Nobel-díjat kapott az elektronmikroszkóp feltalálásért.

mikrovilág plakát — Utazás a mikrovilágba kiállítás egyik plakátja

Az elektronmikroszkópia felhasználása rendkívül széles körű.

Transzmissziós elektronmikroszkópot jellemzően a biológiában és az orvostudományban használnak szövetek leképezéséhez, de a legnagyobb felbontást igénylő anyagtudomány is ilyet használ. A pásztázó készülékek még sokoldalúbbak. A képalkotáson túl a mintából kilépő röntgensugárzás lehetővé teszi a minta kémiai összetételének meghatározását akár mikrométeres felbontással. Így különösen hasznos anyagtudományi, anyagmérnöki, geológia kutatások során. Elektronikai és egyéb alkatrészeket gyártó cégek minőségbiztosítási laboratóriumaiban is gyakran találunk ilyen eszközt. A rendőrség kriminológia laboratóriuma számára is nélkülözhetetlen eszköz, például lőpornyomok azonosításához.

Vladimir Zworykin és társai, a televíziós technológia úttörői voltak az elsők, akik pásztázó tekercset építettek egy elektronmikroszkópba, a fókuszált elektronsugárral a szilárd minta felületét pontról pontra végigpásztázták, a visszaverődő elektronokat detektálták, végül a képet a TV-hez hasonlóan egy katódsugárcsöves képernyőn jelenítették meg. Készülékük 50 nm felbontásra volt képes.

Az Utazás a mikrovilágba kiállítás, mindössze 800 Ft-ért, tökéletes program lehet minden korosztály számára, mert bizonyára sokakat érdekel a mikrovilág, hogy is néz ki egy virág szára felnagyítva, vagy olyan minden nap használatos termékek, mint a cukor vagy a só.