Mit freundlicher Unterstützung des Austrian Centre for Electron Microscopy Alle rasterelektronenmikroskopischen Bilder wurden von Sanja Šimić aufgenommen. Die Ausstellerin möchte sich bei Prof. Ferdinand Hofer für das Ermöglichen dieses Projektes, Margit Brunegger und Claudia Mayrhofer für die Probenpräparation, Manuel Paller für die Bildbearbeitung, Stefanie Stückler und Margit Wallner für den Ausstellungskatalog und last but not least bei ihren BürokollegInnen Ilse LetofskyPapst und Armin Zankel für die freundliche Unterstützung und den motivierenden und lustigen Arbeitsalltag bedanken. FOUR WAYS TO LOOK AT PLANTS Kontakt: Sanja Šimić Zentrum für Elektronenmikroskopie Technische Universität Graz Institut für Elektronenmikroskopie und Nanoanalytik Steyrergasse 17, 8010 Graz Tel.:+43 316/873 8330 Fax: +43 316/873 8822 e-mail: [email protected] web: www.felmi-zfe.at Stadtmuseum Graz - Gotische Halle 11.–18. Juni 2015 One way to look at plants Die Welt der Pflanzen hat schon immer fasziniert und inspiriert. Leuchtende Farben und fragile Formen ziehen Menschen täglich aufs Neue in ihren Bann. Allerdings bleiben dem menschlichen Auge zahlreiche Facetten verborgen. Wie sehen Pollen aus? Welche Struktur hat die Blattoberseite? Wie sind Blütenstempel beschaffen? Einer der vier Wege im Rahmen dieser Ausstellung liefert uns Antworten auf diese Fragen. Mithilfe des Rasterelektronenmikroskops konnte Sanja Šimić Bilder festhalten, die zu einem Mikrokosmos gehören, der sich uns verschließt. Als langjährige Mitarbeiterin des Zentrums für Elektronenmikroskopie Graz (ZFE) gehört die mikroskopische Materialcharakterisierung zu ihren Tätigkeitsfeldern. Welche Vergrößerungen sind möglich? Das Auflösungsvermögen eines Rasterelektronenmikroskops wird vom Strahldurchmesser, von der Probe selbst und vom gewählten Abbildungssignal bestimmt. Es beträgt im günstigsten Fall ca. 1–2 nm*. Der damit maximale Vergrößerungsfaktor liegt bei ca. 1 Mio. *1 Nanometer (nm) ist der millionste Teil eines Millimeters. Helleborus niger (Schneerose) Der Forschungsverbund FELMI-ZFE, Institut für Elektronenmikroskopie und Nanoanalytik und Zentrum für Elektronenmikroskopie, bietet ein umfassendes Spektrum modernster elektronenmikroskopischer Untersuchungsmethoden zur mikrostrukturellen und mikrochemischen Charakterisierung von Materialien. Die Anwendungsschwerpunkte liegen bei anorganischen und organischen Materialien, elektronischen Bauelementen, pharmazeutischen und biologischen Systemen sowie in der Umweltanalytik. © Marita Janka Blattoberseite Rasterelektronenmikroskop Zeiss Ultra 55 Stempel Staubblatt Blütenblatt Was ist ein Rasterelektronenmikroskop ? Das Rasterelektronenmikroskop (kurz REM) wurde 1937 vom deutschen Naturwissenschaftler Manfred von Ardenne erfunden. Es wird üblicherweise für die Sichtbarmachung kleinster Oberflächendetails im Mikrometer- und Submikrometerbereich mit einer hohen Tiefenschärfe verwendet. Dabei wird ein sehr feiner Elektronenstrahl rasterförmig über die zu untersuchende Probe geführt; beim Auftreffen der schnellen und damit energiereichen Primärelektronen auf der Probenoberfläche finden Wechselwirkungsprozesse statt. Dabei werden unterschiedliche Signale freigesetzt: Sekundärelektronen und Rückstreuelektronen werden für die Abbildung der Oberfläche genutzt, Röntgenstrahlen geben Einblick in die chemische Zusammensetzung. Heute ist das Rasterelektronenmikroskop ein nicht mehr wegzudenkendes und vielseitig einsetzbares Gerät in Naturwissenschaft, Technik und Medizin. Papaver (Mohn) Wie entstehen die Bilder? Der Elektronenstrahl wird – wie bei einem Röhrenfernseher – zeilenweise über die Oberfläche des Objekts geführt (Rastern), das Signal wird in Grauwertinformationen umgewandelt und synchron auf dem Bildschirm dargestellt. Sind alle Zeilen des Bildes abgerastert, fängt dieser Vorgang wieder am linken oberen Bildrand an und ein neues Bild wird erzeugt. Warum sind REM Bilder schwarz-weiß? Borsten mit Pollen Samenoberfläche Pollen auf Staubbeutel Fruchtknotenbehaarung Je nach Stärke der Wechselwirkung der einfallenden Elektronen mit der Probe können – je nach Probenstelle – mehr oder weniger Signale erzeugt werden. Je höher die Intensität des Signals desto heller der Grauwert des zugeordneten Pixels in der Abbildung. Was wird im Rasterelektronenmikroskop untersucht? Es können fast alle Materialien im Rasterelektronenmikroskop untersucht werden, sofern sie trocken, vakuumstabil und elektrisch leitfähig sind. Sollte eine Probe nicht diesen Anforderungen entsprechen, müssen vor der Untersuchung geeignete Präparationstechniken, wie Kritisch-Punkt-Trocknen oder das Aufbringen einer leitfähigen Kohlenstoff- oder Goldschicht, eingesetzt werden. Rosa canina (Wildrose) Hedera helix (Gemeiner Efeu) Holz im Querschnitt Wisteria sinensis (Blauregen) Fruchtoberfläche Blattunterseite mit Spaltöffnungen Kalziumoxalat-Kristalle im Holz Rinde mit Haftwurzeln Stärke im Samen Lavandula angustifolia (Echter Lavendel) Helleborus niger (Schneerose) Blattunterseite mit Öldrüse (rechts) Lilium longiflorum (Osterlilie) Pollen Narbe des Stempels Blattoberseite Kronblattoberfläche Pollen auf Staubbeutel Paulownia tomentosa (Blauglockenbaum) Blütenknospe im Querschnitt Pollen auf Knospengewebe Blütenknospenbehaarung Flugsamen
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