Vivimos en un mundo complejo lleno de gadgets y aparatos pensados para hacer mucho más sencillas nuestras vidas, además de para poder estar al alcance de todos. Es por eso que tecnologías que han cambiado al mundo como el Internet, la televisión y la radio son bien conocidas por casi cualquier persona sin importar de dónde sea o en que medio esté involucrado.

Sin embargo, hay tecnologías que juegan papeles fundamentales en nuestras vidas y que no estamos al tanto de su existencia o de cómo funcionan, algunas de ellas tan importantes que bien podrían haber salvado nuestras vidas o las de algún allegado en más de una oportunidad sin que siquiera sepamos que existen.

Una de esas tecnologías desconocidas para mucho es el microscopio electrónico, que contrario a lo que puede inferior el lector que no tiene mucho dominio del tema, no se trata de un microscopio que funciona con energía eléctrica.

¿Qué es un microscopio electrónico?

Buena parte de nosotros hemos tenido la suerte de haber estado en contacto con microscopios ópticos en algún nivel de nuestra educación. El fundamento de los microscopios ópticos es el mismo que el de la visión, fotones que rebotan sobre la superficie de un objeto reflejando su imagen, que al ser procesada por una serie de lentes se ve amplificada.

El microscopio electrónico tiene un fundamento parecido, pero su funcionamiento es radicalmente diferente. Y es que en lugar de valerse de fotones, los microscopios electrónicos usan electrones, partículas que tienen una longitud de onda menor que la de los fotones, por lo que permiten discriminar objetos más pequeños con mayor facilidad.

Un poco de historia

Tecnologías que cambiaron el mundo: El microscopio electrónico

Aunque Hans Busch fue el primer investigador en crear con éxito un lente electromagnético y Leó Szilárd dio los primeros pasos en la búsqueda de crear un microscopio que funcionara usando un haz de electrones, sería el físico alemán Ernst Ruska el primero en tener listo un prototipo funcional. Pese a ser poco conocido, Ruska fue un ingeniero excepcional Ruska presentó su primer prototipo en 1931, y el mismo era capaz de alcanzar unos 400 aumentos. El problema es que para entonces los microscopios ópticos ya superaban los 600 aumentos, por lo que el complejo prototipo, mucho más complicado en su funcionamiento y con imágenes de peor calidad, poco podía ofrecer para competir con los microscopios ópticos.

Pero las cosas pronto se volvieron mucho más prometedoras, y para 1933 el físico alemán había logrado desarrollar un nuevo microscopio electrónico, esta vez con más poder de discriminación que cualquier microscopio óptico. Por la naturaleza de su funcionamiento en aquél entonces la invención de Ruska solo podía ser usada en geología y no admitía material biológico.

Siendo que desde siempre los microscopios han gozado de gran protagonismo en la microbiología, Ruska no estaba dispuesto a ver que el suyo flaqueara en un factor tan fundamental, y ya en 1935 había logrado desarrollar métodos de procesamiento de muestras biológicas para su observación en el microscopio electrónico.

En la actualidad los microscopios electrónicos pueden alcanzar hasta 10 millones de aumentos. Para hacernos una idea de qué tan fundamentales son para el estudio de las ciencias biológicas y medicas, los microscopios de luz más potentes de la actualidad tienen un tope de unos 2 mil aumentos.

Cómo funcionan los microscopios electrónicos

Tecnologías que cambiaron el mundo: El microscopio electronico
Micrografía electrónica de una muestra cortada para ser visualizada en un microscopio electrónico.

Como ya hemos adelantado, el microscopio electrónico encuentra su fundamento en un haz de electrones que atraviesa la muestra que se desea estudiar. Aunque suena un poco a ciencia ficción, una pistola de electrones dispara un rayo de electrones dentro de un tubo de vació en dirección a la muestra que será estudiada.

Los electrones que son producidos por un filamento de tungsteno son acelerados mediante el uso de un ánodo. A su vez, el haz de electrones es enfocado mediante el uso de lentes electromagnéticos. Como no se trata de luz, los lentes no son cristales, sino algo más parecido a imanes que se encarga de regular el electromagnetismo del haz de luz.

Por último el haz de electrones atravesará la muestra de estudio. El material de estudio es parcialmente permeable al paso de electrones, por lo que los electrones que logren atravesar la muestra dibujarán una silueta luego de haber pasado por otra serie de lentes electromagnéticos que ampliarán la imagen.

Una tecnología que nos permite comprender mejor el mundo que nos rodea

Micrografía electrónica de barrido de un acaro (Aceria anthocoptes).
Micrografía electrónica de barrido de un acaro (Aceria anthocoptes).

Pero llegados a este punto seguro nuestro lector se estará preguntando cómo es que el microscopio electrónico ha cambiado el mundo. Después de todo, aunque ver cosas aumentadas 10 millones de veces su tamaño real pueda parecer totalmente genial, prácticamente nadie puede permitirse tener uno de estos en casa. Han ayudado en el desarrollo de chips más potentes y eficientes La respuesta está en las ciencias médicas. Si alguna vez te has preguntado cómo es que los científicos están tan seguros de cosas como la forma de algunos virus, bacterias, y las estructuras que les componen, la respuesta está en los microscopios electrónicos.

Los microscopios electrónicos nos han permitido detallar en detalle muchas de las estructuras que conforman nuestras células, y en algunos casos incluso permiten la visualización de grandes complejos proteicos. Todo esto ha ayudado enormemente al entendimiento de la microbiología y la histología, lo que se traduce en grandes avances científicos para la medicina.

Pero los que se sientan más inclinados a la tecnología que al mundo de las ciencias medicas seguro también se alegrarán de saber que esos impresionantes chips con arquitecturas de 20 nm o menos son posibles gracias a microscopios electrónicos que permiten a investigadores visualizar en detalle cosas tan pequeñas como el complejo entramado de un microchip de millones de transistores.

De nuevo, la microscopia electrónica seguramente no es el tipo de cosas en el que solemos pensar cuando nos detenemos a meditar los grandes logros de la humanidad, pero sin duda se trata de uno de los propulsores más importantes de nuestras vidas modernas.