Khi quan sát mặt trong của nắp hộp sữa chua, chúng ta có thể thấy một bề mặt có cấu trúc giống như lưới. Điều thú vị là lưới này sẽ trở nên lồi hoặc lõm khi được nghiêng ở các góc độ khác nhau. Vì vậy, chúng ta sẽ sử dụng kính hiển vi điện tử để xác định xem cấu trúc lưới này là lồi hay lõm.
Bây giờ, chúng ta cùng quan sát mẫu dưới kính hiển vi điện tử quét qua hai chế độ SE và BSE để xem hình ảnh thu được có gì khác biệt
|
Imaging Parameters:
|
Imaging Parameters:
|
Hình 1: Hình ảnh SE và BSE của bề mặt bên trong nắp sữa chua
Trong chế độ SE, các mắt lưới trên nắp sữa chua về cơ bản có hình dạng bán cầu tương tự nhau và được phân bố đều. Ngược lại, trong chế độ BSE, các hình bán cầu gần như vô hình vì chúng không phản xạ chùm electron trở lại đầu dò. Do đó, trên hình ảnh BSE, chúng xuất hiện màu đen như thể bị lõm xuống.
Giải thích một chút về sự khác biệt giữa hình ảnh SE và BSE:
Hình ảnh SE chủ yếu cung cấp thông tin về hình thái bề mặt (topography) vì các electron thứ cấp được phát ra từ bề mặt mẫu.
Hình ảnh BSE chủ yếu cung cấp thông tin về thành phần nguyên tố (composition) khi chùm electron sơ cấp va chạm đàn hồi với hạt nhân nguyên tử và tán xạ ngược trở lại qua bề mặt mẫu, tạo ra sự tương phản về độ sáng-tối giữa các nguyên tố nặng và nhẹ.
Kết quả phân tích EDS bề mặt nắp hộp dưới đây sẽ làm rõ nguyên nhân gây ra sự khác biệt khi quan sát qua hai chế độ hình ảnh SE và BSE:
Hình 2: Kết quả phân tích nguyên tố qua chế độ phân tích phổ (Object)
|
Element |
At.No. |
Mass Norm. (%) |
Atom (%) |
Abs.error (%) (1sigma) |
|
C |
6 |
53.02 |
61.52 |
3.67 |
|
O |
8 |
40.46 |
35.25 |
3.09 |
|
Si |
14 |
6.51 |
3.23 |
0.33 |
|
|
|
100.00 |
100.00 |
|
Khi phân tích bề mặt bên trong của nắp sữa chua, các nguyên tố sau đã được phát hiện: Si, C và O, với hàm lượng C cao nhất và hàm lượng Si thấp nhất.
Hình 3: Kết quả phân tích nguyên tố bằng chế độ lập bản đồ (Mapping)
Kết quả phân tích mapping cho thấy rằng những vùng màu tối trên các bán cầu trong hình ảnh BSE chứa chủ yếu nguyên tố carbon (C), trong khi những vùng sáng màu là nơi phân bố của nguyên tố silicon (Si).
Kết quả phân tích nguyên tố hoàn toàn phù hợp khi giải thích lý do vùng chứa nguyên tố C có màu tối trên ảnh BSE. Do nguyên tố C có hiệu nguyên tử (Z) nhỏ, hạt nhân của chúng có ít proton nên xác suất tán xạ electron ngược là rất thấp, dẫn đến việc tạo ra rất ít tín hiệu BSE.
Thành phần cấu tạo của vỏ nắp hộp sữa chua:
Lớp trong cùng của vỏ nắp hộp sữa chua, phần tiếp xúc trực tiếp với sữa chua được cấu tạo từ nhựa Polyethylene có chức năng chống thấm và giữ nhiệt, đảm bảo sản phẩm được an toàn. Đó là lý do nguyên tố C chiếm hàm lượng lớn nhất trong lớp này. Ngoài ra, một hàm lượng nhỏ Si được tìm thấy có khả năng từ chất phụ gia chống dính trong quá trình sản xuất màng nhựa Polyethylene.
Ngoài ra, cấu tạo bề mặt dạng lưới với các mắt hình cầu lồi cho phép tạo ra các điểm tập trung lực, sữa chua đọng trên nắp sẽ nhanh chóng bị dồn lại, tập trung tại các điểm này và rơi xuống dưới tác dụng của trọng lực.
