O que é o MEV e quais são suas aplicações?

O Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV) é basicamente um tipo de microscópio de alta resolução de feixe de elétrons direcionado. Ele varre a superfície de uma amostra a ser estudada, gerando diferentes tipos de sinais que podem fornecer informações sobre a topografia e composição química do material.

A princípio, o primeiro Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV) surgiu em 1942, utilizado na época para observação de amostras espessas, com resolução da ordem de 1 mm, inferior às obtidas pelos microscópicos comuns. Após o seu surgimento, muitos avanços instrumentais e tecnológicos permitiram com que esse equipamento atingisse a capacidade de observação de microestruturas da ordem de 5 nanômetros, despontando em áreas de franco desenvolvimento como a nanociência. Hodiernamente, o uso da técnica é imprescindível para aplicações na ciência e na tecnologia, com destaque nas áreas industrial, ciência e engenharia dos materiais, ciências da vida, geologia, eletrônica, entre outras, por ser uma ferramenta poderosa, eficiente e precisa.

Desse modo, de acordo com Stumvoll (2019), a resolução do MEV permite a observação de estruturas microscópicas por meio de imagens eletrônicas tridimensionais, altamente ampliadas e nítidas, além de microanálise química.

O Equipamento

O MEV conta com uma grande e robusta estrutura disposta para a análise de diferentes amostras que precisam ser preparadas para estudo. Tal estrutura conta com aparatos tecnológico de ponta que propiciam o registro detalhado por meio de imagens de alta resolução.

De acordo com Stumvoll (2019), o MEV é um microscópio de alta capacidade constituído basicamente pelos seguintes componentes:

• Coluna geradora de elétrons – feixe eletrônico;
• Lentes eletromagnéticas e bobinas de varredura;
• Câmara de amostra;
• Detectores (de elétrons de várias origens – secundários, retroespalhados etc. e de Raios X);
• Sistema de amplificação de sinais (imagens e Raios-x);
• Sistema de observação e registro das imagens (CCD, fotografias e digitalização).

O princípio de funcionamento do MEV está baseado na geração de um feixe de elétrons de alta energia disparado de forma direcional contra a amostra (objeto a ser analisado) para captação da emissão de luz por detectores. Outrossim, esses detectores coletam e amplificam a emissão de elétrons para fornecer um sinal elétrico. Assim, para construir a imagem completa, o feixe “varre” uma área de superfície da amostra.

Desse modo, com esse método, o aumento máximo aproximado conseguido no MEV é da ordem de 300 mil vezes. Nesse sentido, a razão principal de seu uso está relacionada à alta resolução, à grande profundidade de foco, da ordem de 300 vezes em relação à microscopia óptica comum.

Além disso, os MEVs modernos contam com detectores que podem fornecer muitas informações. Sendo elas da topografia da amostra, bem como informações da composição do material, permitindo a realização de microanálise química. Para que isso ocorra, a operação pode ser feita em alto e baixo vácuo, juntamente com os detectores acoplados de Raios X de espectrometria de dispersão de energia (EDS) e espectrometria de dispersão de comprimento de onda (WDS), propiciando a análise. Por meio desses dispositivos, é possível a elaboração de espectro de EDS com a composição do material constituintes das amostras, de forma detalhada.

Das aplicações

As aplicações desse equipamento podem ser as mais diversas. Como exemplo, estados e governos o adquirem para aplicação na área forense com intuito de elucidar crimes. Nesse viés, alguns usos podem envolver a análise de amostras muito pequenas (conhecidos como microvestígios): de crimes ambientais, com detecção de metais pesados; de pedras preciosas; de composição de solo contaminado, de material suspeito de falsificação; no cruzamento de traços na grafoscopia (exame que visa ao reconhecimento de uma grafia, por comparação de talhes de letra) e em muitos outros.

Em outra vertente, o MEV pode ser usado na análise de falhas de engenharia na Engenharia Legal, bem como em pesquisas acadêmicas da área. A exemplo disso, pode-se analisar um polímero ou um metal que sofreu falha para determinar o tipo de fratura ocorrida, se frágil ou dúctil; além de elencar os fatores potenciais que podem ter provocado a falha. Por conseguinte, as mesmas aplicações podem ser usadas em válvulas de segurança de caldeiras e de vasos de pressão que se romperam, em explosões de cano de gás, de fogão de cozinha, para o estudo das causas potenciais, dentre outras inúmeros incidentes. Assim, o equipamento auxilia na investigação minuciosa da microestrutura dos materiais que, de outro modo, não seria possível ou muito difícil.

Outras formas de aplicação estão na esfera da pesquisa científica biológicas, para desenvolvimento acadêmica na criação de novos materiais sintéticos, entre outras aplicações correlatas. Com base nisso, em 2015, o Instituto Cargas Chagas do Paraná/ Fiocruz, recebeu um reforço do MEV Modelo JEOL JSM 6010PLUS-LA (veja o artigo). Segundo o órgão, “A aquisição irá contribuir para o estabelecimento de novas linhas de pesquisa no Instituto e para o fortalecimento de colaborações científicas intra e inter-institucionais”.

Referência Bibliográfica: STUMVOLL, Victor Paulo. Criminalística. 7ª ed. Campinas, SP: Millennium Editora, 2019.