Site Survey: a caccia dell’interferenza nascosta

I microscopi elettronici sono strumenti potenti ma sensibili e sono comunemente usati per studiare le complesse strutture di cellule, materiali e nanoparticelle. Tutte le tecniche di microscopia elettronica, comprese le due più comuni, la microscopia elettronica a trasmissione (TEM) e la microscopia elettronica a scansione (SEM), utilizzano un fascio incidente di elettroni accelerati che consente di avere un potere di risoluzione significativamente più elevato rispetto alla microscopia ottica. Tuttavia, varie apparecchiature d’uso quotidiano possono generare interferenze attraverso l’acustica, le vibrazioni o i campi magnetici, causando la deviazione di questo fascio di elettroni, e provocando una diminuzione della risoluzione e della qualità delle immagini.

Fig.1 – Site Survey: software per analisi approfondita di campi magnetici, vibrazioni meccaniche e acustiche.

I continui progressi tecnologici fanno sì che i laboratori continuino ad espandersi e ad investire in una quantità crescente di strumentazioni e apparecchiature elettroniche. I microscopisti elettronici si trovano spesso a lavorare in un ambiente affollato, circondati da altri strumenti che creano campi magnetici, vibrazioni o interferenze acustiche, che potenzialmente influiscono negativamente sulla qualità delle loro immagini. Anche la frenesia dell’ambiente esterno può influire negativamente su questo aspetto. Inoltre, con la spinta a migliorare sempre più la risoluzione e la qualità dell’immagine, le specifiche ambientali dei produttori stanno diventando sempre più stringenti e rigorose. Con queste premesse non sorprende che trovare un ambiente adatto al nostro microscopio elettronico possa diventare un’impresa.

La verifica delle prestazioni degli strumenti di microscopia dovrebbe sempre iniziare con un’analisi ambientale del sito (Site Survey). Quest’analisi può aiutare a individuare e risolvere le criticità presenti o che potrebbero presentarsi in un secondo momento in seguito a modifiche ambientali che introducano fonti di interferenza. Le prestazioni dello strumento sono influenzate non solo dalle condizioni all’interno della stanza in cui è installato, ma anche dall’ubicazione dell’edificio stesso. Tutto ciò che si muove o fa rumore, che sia regolare o casuale, può potenzialmente creare vibrazioni, comprese altre apparecchiature elettroniche, sistemi di aria condizionata, persone che semplicemente camminano per il laboratorio, ascensori, porte che si aprono e si chiudono, traffico in strada, ferrovie vicine. Fattori esterni, come i campi magnetici generati da treni e tram elettrici che si trovano a centinaia di metri di distanza, o la vicinanza di un parcheggio, al microscopio possono fare un’enorme differenza.

Un sopralluogo in situ prima dell’installazione consente di mettere in atto misure per garantire che l’interferenza sia mitigata e che l’ambiente sia sufficientemente stabile per il microscopio. Il Site Survey includerà la misurazione dei livelli acustici, dei campi magnetici AC e DC e delle vibrazioni del pavimento nelle direzioni X, Y e Z, e il confronto diretto con le specifiche ambientali richieste dal produttore dello strumento da installare. Misurare e comprendere l’entità di tali effetti consentirà di agire per attenuare le interferenze indesiderate, ad esempio installando un opportuno sistema di annullamento dei campi magnetici.

Fig. 2 – a) Apparecchiatura per Site Survay (sensori per vibrazioni, campi magnetici e acustica); b) soppressore di campi magnetici AC e DC.

La tecnologia per mitigare i campi magnetici è in continuo sviluppo per soddisfare la crescente domanda e per inseguire la risoluzione sempre migliore dei microscopi elettronici che li rende più sensibili alle condizioni ambientali.

I tecnici di Media System Lab hanno a disposizione apparecchiature per site survey appositamente progettate per valutare efficacemente le nuove installazioni o per misurare e analizzare le interferenze su un microscopio già esistente, al fine di proporre la soluzione migliore per risolvere eventuali problemi tecnici o difetti dell’immagine.

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