lunedì 11 giugno 2018

Sintesi finale: IL MICROSCOPIO A SCANSIONE IONICA (US4236073A)


Il brevetto (US4236073A) da me analizzato riguarda un MICROSCOPIO A SCANSIONE IONICA , che fu depositato presso lo United States Patent and Trademark Office, negli USA ,il 25 Novembre 1980 dall'inventore Frederick W. Martin.Con tale invenzione, egli cercò di aggirare alcuni limiti del microscopio elettronico, come per esempio la disintegrazione del campione nell'interagire con il fascio di elettroni. Il nuovo microscopio a scansione ionica , non adottava ,infatti,più elettroni ma ioni che interagendo producevano raggi X caratteristici nel campione con un'energia ben nota.Il microscopio era ,inoltre, costituito da rivelatori sensibili all'energia utili per distinguere i raggi X emessi dal substrato; l’obiettivo era ,dunque, quello di ottenere in linea di principio una risoluzione migliore di un Angstrom.


Pur non avendo molte informazioni biografiche riguardo l’inventore Frederick W. Martin,  sappiamo che il suo campo di studi fu sempre riconducibile alla microscopia e all’ottica ,ciò è evidente, per esempio,secondo alcune ricerche da me effettuate ,da alcuni brevetti già depositati anni prima dallo stesso inventore.Soffermandoci per un istante sui i materiali utilizzati in questa invenzione , possiamo constatare che essi sono molteplici e soprattutto diversi tra di loro per quanto riguarda il loro utilizzo.Un materiale,per esempio, di cui non conoscevo minimante l’ esistenza  è per esempio la piezoceramica ,un materiale policristallino polarizzato , adottato  recentemente nei microscopi , dotato di un' alta permeabilità magnetica utile di conseguenza  per ricoprire le sonde.Vi è comunque da sottolineare un aspetto molto importante , nel corso degli ultimi decenni del XX secolo,infatti, nel campo della microscopia ,furono effettuati molti  passi in avanti,il Sig.Frederick W. Martin,si ispirò,dunque a  brevetti di strumenti già collaudati in passato.Il microscopio a scansione ionica, si colloca,dunque, dal punto di vista storico in un periodo di grande fermento per la società americana degli anni 80' .In quel periodo,infatti,si affermarono ,ben presto,stili di vita improntati al consumismo, allo svago e all’esteriorità .Fu il decennio della tecnologia e delle grandi invenzioni si pensi, per esempio, alla diffusione dei primi personal computer.Il microscopio anche se è considerato un oggetto non accessibile alla maggior parte della popolazione non competente nell’ambito della ricerca è entrato nel corso della sua storia anche nell’immaginario collettivo, soprattutto, se consideriamo la letturatura moderna.Già a partire dal XIX secolo, il microscopio
,infatti,iniziò a divenire oggetto di metafore letterarie da parte di autori e romanzieri europei facenti parte dei movimenti come il Naturalismo e Realismo  in Francia, tali scrittore paragonavano  il proprio campo di osservazione della realtà alla lente di un microscopio che osserva ciò che è invisibile all'occhio umano.Il microscopio ,dunque ,non solo era oggetto di indagine nella narrativa ma anche nella lettura scientifica come confermato dalla bibliografia da me riportata all 'interno del blog .Vi è da sottolineare ,inoltre, anche un ulteriore aspetto di tale invenzione ,ovvero come tutto ciò che ci circonda anche il microscopio a scansione ionica del 1980 aveva i suoi limiti strutturali e funzionali tanto da essere ben presto superato da scienziati e ingegneri già a partire dal 1982 .ll microscopio,quindì,ben presto migliorò la propria risoluzione attraverso diversi dispositivi ,tuttora utilizzati sia da centri di ricerca universitari che da aziende farmaceutiche ,
quest'ultimo in campo aziendale ha ,infatti, avuto un ruolo importante nella produzione di nuovi farmaci utili nel contrastare nuove patologie.Risulta ,inoltre,un'oggetto abbastanza raro ,ovvero limitato nella sua produzione , proprio per questi motivi il microscopio a scansione ionica non risulta nelle immagini pubblicitarie odierne.
La crio-microscopia elettronica sarà, invece, la futura tappa del microscopio, essa aprirà nuove porte verso il mondo dell'infinitamente piccolo ,molte di queste apparecchiature sono ,infatti ,ormai utilizzate dalle Università più prestigiose del mondo e all’avanguardia nel campo della ricerca .

giovedì 7 giugno 2018

Il Microscopio nel mondo contemporaneo

Attualmente, la nuova generazione di super microscopi è basata sostanzialmente su una potenza di risoluzione tale da individuare i dettagli anche atomici dei farmaci mentre attaccano i loro bersagli molecolari, quest’ultimi funzionano ,infatti, solo a temperature bassissime.

La crio-microscopia elettronica sembra ormai essere la futura tappa della storia del microscopio, essa aprirà nuove porte verso il mondo dell'infinitamente piccolo costituito da universi sconosciuti ancora da scoprire.

Molte apparecchiature sono , infatti ,ormai utilizzate dalle Università più prestigiose del mondo e all’avanguardia nel campo della ricerca , esempio ne è il vicino Centro di Biotecnologie Molecolaridell’Università di Torino,il quale si è avvalso negli ultimi anni  dell’ installazione di un nuovo microscopio di ultima generazione ,adatto all’analisi morfologica di cellule e tessuti,in grado ,quindì, di osservare singole molecole.

Quest’ultimo  è ,infatti, riuscito a individuare il famoso virus Zika.


Presso ,invece,l’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) di Genova e di Pisa  e della Scuola Normale Superiore (SNS)  giovani ricercatori hanno implementato una nuova generazione di supermicroscopi capaci di una risoluzione molto maggiore rispetto agli attuali microscopi ottici. Grazie ,proprio a questa apprecchiatura , gli scenziati sono stati in grado di osservare le particelle del virus dell’epatite B, le quali posseggono un diametro di circa 50 nanometri.

Non solo in Italia ,ma anche negli Usa ,un gruppo di ricerca del National Institutes of Health (Nih), è riuscito ,grazie a microscopi tenuti a bassissime temperature ,a filmare l’azione di un proteina  con una risoluzione di 2.2 miliardesimi di metro.

domenica 3 giugno 2018

Abbecedario


A come Accelerator 
B come Beams
C come Campione (da analizzare)
D come Diffraction
E come Electron
F come Focusing 
G come G...
H come Heavy ion 
I come I...
L come Lenti
M come Microscopy 
N come N...
O come Obiettivo
P come Photographic plate
Q come Q...
R come Raggi X
S come Substrato 
T come T…
U come U...
V come Velocity 
Z come Z...

venerdì 1 giugno 2018

Immagini pubblicitarie

Il microscopio a scansione ionica ,essendo un attrezzatura all'avanguardia nel campo  della ricerca ,risulta un'oggetto abbastanza raro ,ovvero limitato nella sua produzione ,questo è dovuto essenzialmente alla mole di materiali e sistemi computerizzati di cui è composto,quest'ultimo inoltre deve ricevere per il suo funzionamento una gran quantità di energia utile.
Proprio per questi motivi il microscopio a scansione ionica non risulta nelle immagini pubblicitarie odierne ,poiché è accessibile solo a una piccola porzione di persone competenti nell'ambito universitario e aziendale .
Risultano però molto diffuse le immagini pubblicitarie relative al più semplice microscopio ottico,ormai considerato obsoleto nel campo della ricerca a causa della sua bassa risoluzione,esso è infatti ormai diventato anche un  oggetto  ludico :




lunedì 28 maggio 2018

Imprese assegnatarie del Microscopio

Non risultano ad oggi informazioni dettagliate sull 'eventuale impresa assegnataria dell'invenzione di Frederick W. Martin,sappiamo però che per decenni il microscopio a scansione ionica fu adottato e viene ,tuttora, utilizzato sia da centri di ricerca universitari che da aziende farmaceutiche e chimiche .


Il microscopio in campo aziendale ha ,infatti, avuto un ruolo importante nella produzione di nuovi farmaci utili nel contrastare nuove patologie o semplicemente nel migliorare la qualità della vita degli uomini. 
Esempio di immagini di corpuscoli visualizzati da un microscopio a scansione che

illustrano la bellezza e la complessità della vita :

domenica 27 maggio 2018

L'inventore


Non sono, purtroppo, giunte molte informazioni biografiche riguardanti l'inventore Frederick W. Martin, sappiamo però che egli fu molto attivo nel depositare brevetti circa le proprie invenzioni presso l'Ufficio brevetti e marchi degli Stati Uniti (USPTO)dal 1977 al 1994.

Il suo campo di studio e di ricerca , infatti ,non cambiò nel corso degli anni; egli cercò di migliorare sia il proprio microscopio implementando nuove tecnologie con nuovi e sostanziali passi in avanti nel campo sia dell'ottica che della microscopia con fasci di ioni focalizzati.

Esempio :

Un “Dispositivo di memoria che utilizza la lettura del raggio ionico”, brevetto: 4088895 del 1978,costituito ,infatti, da un memoria per l'uso in macchine di calcolo, in cui la presenza di un bit di informazione memorizzato in un substrato viene rilevata da un fascio di ioni scansionato ad alta luminosità focalizzato su un diametro molto piccolo.

Un “Acceleratore stabile dal punto di vista energetico con sorgente aghiforme e fascio di particelle focalizzato”,brevetto: 455566 del 1985 costituito appunto da un acceleratore di particelle ad alta tensione e un analizzatore di energia.

Il “Deflettore acromatico e lente a quadrupolo”, brevetto: 4590379 del 1986 ,basato sostanzialmente suI processo di deflessione acromatica mediante campi elettrici e magnetici.

La" Colonna a fascio di particelle con compensazione cromatica " brevetto: 5369279 del 1994, costituito, appunto, da un fascio di particelle più finemente focalizzato rispetto alle colonne basate solo su lenti elettrostatiche e che consentì di conseguenza maggiori aperture dell'obiettivo e correnti di fascio maggiori.

sabato 26 maggio 2018

Gli sviluppi del microscopio a scansione


Nel corso degli anni ,come tuttora avviene per la maggior parte delle invenzioni, scienziati e  ingegneri statunitensi fecero notevoli passi in avanti nel campo della microscopia tanto da modificare e implementare il microscopio a scansione ionica dell'inventore Frederick W. Martin risalente al 1980 ,per esempio ,già a partire dal 1982, infatti, solo due anni dopo l'inventore Chia-Gee Wang  pubblicò il proprio Scanning X-ray microscope (US4317036A).

Un microscopio a scansione che includeva oltre a una sorgente di raggi X , un collimatore posizionato per ricevere il raggio ,un piano focale ,un supporto di campioni e un rivelatore  adiacente al campione per rilevare i fotoni fluorescenti emessi dopo l'esposizione al raggio focalizzato.

Il microscopio a scansione ionica fece ,quindi, notevoli passi in avanti anche nel corso limitato di un decennio tanto da essere ben presto sostituito nel 1989 dall' University of Michigan dagli inventori Arthur Rich  e James C. Van House in un Positron microscopy (US4864131A)  ,ovvero in un sistema di microscopi positronici che sfruttava l'ottimizzazione dell'immagine per superare i problemi fino ad allora riscontrati, L'acquisizione dell' immagine, infatti,veniva  ottenuta da un sistema video a bassa luminosità che inviava il segnale a una memoria dati.

Il microscopio,quindì,ben presto migliorò la propria risoluzione attraverso diversi dispositivi adottati per esempio anche dal Scanning electron microscope del 1995 dell'inventore Hitachi Ltd (US5900629A).

giovedì 24 maggio 2018

I precedenti storici del microscopio


Nel corso degli ultimi decenni del XX secolo, nel campo della microscopia ,furono effettuati molteplici passi in avanti soprattutto nell' utilizzo progressivo di nuove tecnologie in grado di migliorare sia la risoluzione delle immagini in laboratorio sia per quanto riguarda la capacità di minimizzare gli effetti delle interazione tra campione analizzato e strumento adottato .

Il nuovo microscopio a scansione ionica dell'inventore Frederick W. Martin. utilizzando ioni che interagendo producevano raggi X ,si ispirò nell' applicazione di questa nuova tecnologia a brevetti di strumenti già collaudati in passato, esempio :
L'invenzione “ELECTRON LENS” (US2919381A) di Walter Glaser del 1956 riguardante lenti a elettroni che operano stigmaticamente nel campo delle diottrie gaussiane costituite da quattro poli, elettrostatici o elettromagnetici, opportunamente distanziati secondo i principi dell'invenzione e ruotati l'uno rispetto all'altro  attorno al loro asse comune, impiegate secondo l'invenzione come lenti di proiezione in combinazione con una precedente lente obiettivo. 

La lente ionica (US3617739A)di Helmut Liebl del 1969 utilizzata per fornire uno ione focalizzato ,o fascio di ioni e di elettroni su un bersaglio .

Il Microscopio a scansione ionica con lente a settore magnetico per purificare il fascio ionico primario (US3517191A)  di Helmut J Liebl  del 1965  costituito da una sonda ionica in cui l’immagine viene ottenuta mettendo a fuoco il fascio ionico primario in un punto molto piccolo sul campione, da uno spettrometro di massa  e da una lente a settore magnetico per purificare il fascio principale.

giovedì 3 maggio 2018

WORD CLOUD


Bibliografia

(Gianfranco Donelli, 2008): Gianfranco DONELLI, La microscopia elettronica all’Istituto Superiore di Sanità dal 1942 al 1992: dai Laboratori di Fisica al Laboratorio di Ultrastrutture, Roma: Istituto Superiore di Sanità, 2008.


(L.Pinna, 1986):  L. Pinna, E adesso vedo anche te, atomo, “Genius”, n° 18, 1986



(Gino Tarozzi, 1983): Gino TAROZZI, Gli strumenti nella storia e nella filosofia della scienza , Bologna : Istituto per i beni artistici culturali naturali della Regione Emilia-Romagna, stampa 1983.



(Camillo Acqua ,1907): Camillo Acqua, Il microscopio : guida elementare per le più facili osservazioni di microscopia ,Camillo Acqua, Milano ,U. Hoepli, 1907

(Roberto Cingolani,2014):  Roberto Cingolani, Il mondo è piccolo come un'arancia: Una discussione semplice sulle nanotecnologie, Il Saggiatore, 2014

Enciclopedia medica italiana. Volume 3,Biblioteca Nazionale Centrale di Roma, USES, 1992



domenica 29 aprile 2018

Il Microscopio nella narrativa

Il microscopio entra a far parte della letteratura narrativa nel corso del XIX secolo, soprattutto, poiché è proprio in questo periodo che tale strumento giunge alla ribalta dell'opinione pubblica con la nascita in Europa di movimenti culturali e letterari quali il Naturalismo e Realismo  in Francia o il Verismo in Italia.

Quest'ultimi,infatti, erano indirizzati dalla propria poetica nel descrivere la realtà psicologica  e sociale con gli stessi metodi utilizzati nelle scienze naturali.

Ispirati dall' obiettività, che era carattere proprio della fotografia, gli autori realisti molto spesso citarono nei loro saggi tale strumento paragonando il proprio campo di osservazione della realtà alla lente del microscopio  che osserva oltra al mondo visibile anche tutto ciò che è invisibile all'occhio umano,

per esempio Honoré de Balzac nella propria opera  "La Comédie humaine" del 1841 in particolare nel romanzo "Béatrix"  nelle pp. 15-16.  cita  il microscopio riferendosi alla capacità da parte dello scrittore di analizzare anche nei piccoli dettagli ,attraverso una lente antropologica e in chiave quasi "sociologica" , i tipi e i comportamenti delle persone.


pp. 15-16.[…] che richiedono un microscopio per essere ammirati […]. [Cfr. Balzac, Béatrix,1839].

 tale riflessione si riscontra  anche nell'opera di  Stefan Zweig dedicata al grande filosofo e scrittore russo Dostoevskij:
[…In nessun artista sentiamo la verità in modo più convincente che in Dostoevskij  … (la verità)Sta al di là della comune capacità visiva dell’ occhio psicologicamente nudo : come nella goccia d’acqua l ‘occhio non vede che una limpida unità trasparente mentre il microscopio scopre una pullulante molteplicità , un caos di miriadi di infusori ;un mondo  là dove altri non vedevano che una singola forma , così l ‘artista col suo realismo più alto riconosce verità che sembrano paradossali di fronte a quelle manifeste… Vuole riconoscere l’ uomo come unità e insieme come molteplicità , a occhio nudo attraverso la lente l’ingrandimento , e per questo il realismo visionario e sapiente che unisce in sé la forza del microscopio…]
[Cfr.Zweig,Dostoevskij].
Fëdor Dostoevskij


Contesto sociale

La ricaduta dell' invenzione del microscopio ottico a scansione ionica negli anni 80', nella società americana ,fu molto evidente, soprattutto, poiché in questo decennio furono effettuati grandi passi in avanti ,sia nella scoperta in campo biologico di nuovi tessuti cellulari sia nell'individuazioni in campo medico  di nuove patologie e virus ,attraverso appunto  particolari apparecchiatura di nuova generazione come il quì sopra citato.
Esempio emblematico fu  il progressivo aumento della risoluzione dell' immagine ,il quale portò i giovani ricercatori americani ben presto allo studio di nuovi  batteri o grandi ceppi virali come l' HIV che proprio in quel periodo si diffondeva nella popolazione.

sabato 28 aprile 2018

Materiali

I materiali utilizzati per la costruzione di un microscopio a scansione ionica sono assai diversi tra loro sia per quanto riguarda la loro natura, sia per quanto riguarda il loro utilizzo.
Partendo nella loro nomenclatura dai materiali più noti come l' ottone o l'acciaio inox,utilizzati nella maggior parte dei rivestimenti e delle strutture portanti del microscopio, si giunge  fino ai nuovi materiali chimicamente più difficili da reperire e strutturalmente più complessi come : la piezoceramica ,un materiale policristallino polarizzato , dotato di un' alta permeabilità magnetica utile di conseguenza  per ricoprire le sonde o il materiale piezoelettrico che cambia dimensione  quando é sottoposto a un  campo elettrico,utilizzato invece per i dispositivi  di scansione .

Contesto storico

Il microscopio a scansione ionica, perfezionato nel 1980 dall' inventore Frederick W. Martin negli Usa ,si colloca dal punto di vista storico in un periodo di grande fermento sia imprenditoriale che sociale.
La società americana degli anni 80' era infatti  in piena ripresa dal decennio precedente,si affermarono ,ben presto , stili di vita improntati al consumismo, allo svago e all’esteriorità .Fu il decennio della tecnologia e delle grandi invenzioni nate da una grande fiducia nel futuro.
Si pensi, per esempio, alla diffusione dei primi personal computer , dei videogiochi o dei  supporti a nastro magnetico.
Il microscopio elettronico a scansione, quindi ,riuscì a perfezionarsi  nei grandi centri di ricerca americani che proprio in quegli anni iniziavano grazie a nuove apparecchiature a studiare nuovi organismi e patologie.

lunedì 23 aprile 2018

Glossario

TERMINI SIGNIFICATIVI :

  • Scanning microscopy = microscopia a scansione
  • Achromatic lens = lenti acromatiche
  • Electrons = elettroni
  • Diffraction = diffrazione
  • Objective = obiettivo
  • X-rays = raggi X
  • High-energy heavy ion beams = fasci di ioni pesanti ad alta energia
  • Specimen = campione (da analizzare)
  • Substrate = substrato
  • Accelerator = acceleratore di ioni positivi
  • Photoemissive surfaces = superfici fotoemissive
  • Magnetic field = campo magnetico
  • Focal length = lunghezza focale
  • Focusing = messa a fuoco



SCANNING ION MICROSCOPE




Il brevetto qui analizzato riguardante un MICROSCOPIO A SCANSIONE IONICA (US4236073A) fu depositato negli USA il 25 Novembre 1980 dall'inventore Frederick W. Martin.
Il perfezionamento di tale microscopio si colloca in un periodo di grande attività scientifica, si era giunti ,infatti ,già da alcuni decenni all'utilizzo non più del tradizionale microscopio ottico, bensì all' impiego in laboratorio del microscopio elettronico.
Quest'ultima apparecchiatura consisteva nel colpire attraverso un fascio di elettroni punto per punto l'intera superficie da analizzare, focalizzando gli elettroni eccitati del campione su una lastra fotografica o su un tubo televisivo.
Con la presente invenzione, Frederick W. Martin cercò ,invece, di aggirare alcuni limiti del microscopio elettronico come per esempio la disintegrazione del campione nell'interagire con il fascio di elettroni.
Il nuovo microscopio ,infatti, non adottava più elettroni ma ioni che interagendo  producevano raggi X caratteristici nel campione con un'energia ben nota per ciascun elemento chimico.
Il microscopio era , inoltre, costituito da rivelatori sensibili all'energia utili per distinguere i raggi X emessi dal substrato, costituito di solito  da boro, berillio o composti contenenti solo idrogeno e litio ,riuscendo, quindi, a ottenere  in linea di principio una risoluzione migliore di un Angstrom.

lunedì 16 aprile 2018

BENVENUTI !!!

Ciao a tutti !! Io sono Daniele Congedi e questo è il mio blog !!Da oggi sarò lieto di accompagnarvi in un meraviglioso viaggio alla scoperta della Scienza in particolare di un importante strumento utile alla Ricerca chiamato :"SCANNING ION MICROSCOPE "

Sintesi finale: IL MICROSCOPIO A SCANSIONE IONICA (US4236073A)

Il brevetto (US4236073A) da me analizzato riguarda un MICROSCOPIO A SCANSIONE IONICA , che fu depositato presso lo United States Patent ...