광학현미경을 이용한 분자 구조 관찰 입문
분자 구조는 전자 현미경을 사용하여 관찰할 수 있으며 현재 최대 1,500만 배의 배율을 갖습니다.
1970년대에는 투과전자현미경이 약 0.3나노미터의 분해능을 갖고 인기를 끌었던 현미경의 한 종류였지만, 인간의 분해능은 약 0.1밀리미터 정도로 전자현미경 개발의 초기 상태였다.
1931년에 독일의 한 과학자가 냉음극 방전 전자 소스와 3개의 전자가 있는 렌즈를 결합하여 고{1}}전압 오실로스코프를 수정했습니다. 수정 후에 그는 오실로스코프가 물체를 여러 번 확대할 수 있다는 것을 발견했습니다. 그리하여 그는 투과전자현미경을 발명하였고, 고{4}}전압 오실로스코프의 발명으로 전자현미경의 확대기능이 세상에 확증되었다.
20세기 초 미국 과학자들은 전자현미경의 해상도 연구에 새로운 돌파구를 마련했고, 이는 빠르게 현대 수준에 도달했습니다. 이때 전자현미경은 중국에서도 급속한 발전을 이루었다.
요즘 전자현미경의 배율은 1,500만배에 달하는 반면, 광학현미경의 배율은 2,000배에 불과합니다. 이는 전자현미경과 광학현미경의 차이점이기도 합니다. 그러므로 우리는 전자현미경을 통해 금속의 원자 상태와 반도체의 원자 배열을 직접적으로 관찰할 수 있습니다.
전자현미경의 분해능은 광학현미경에 비해 훨씬 뛰어납니다. 광학현미경의 배율은 약 2000배 정도인 반면, 현대 전자현미경의 배율은 300만배가 넘습니다. 따라서 전자현미경을 통해서는 어떤 중금속 원자와 결정의 가지런히 배열된 원자격자를 직접적으로 관찰하는 것이 가능하다(참고로 전자현미경으로는 배열만 볼 수 있고 원자구조와 분자수준은 명확하게 볼 수 없다. 현미경으로 볼 수 있는 것은 서로 다른 배열을 가진 분자들의 결정모양이다)
현재 현미경은 기본적으로 분자를 명확하게 볼 수 없습니다. 배율이 부족해서가 아니라 광학 현미경의 해상도를 얻을 수 없기 때문입니다. 현재 고해상도 STORM은 약 20nm로, 20나노미터 이상 떨어져 있는 두 지점은 선명하게 볼 수 있고, 20나노미터 미만의 지점은 클러스터로 나타납니다.
