Kaedah Aqua Cover

Kaedah untuk memerhati air menggunakan mikroskop elektron pengimbasan (SEM) dengan mengekalkan air pada keadaan cecair. Kaedah tersebut dinamakan kaedah Aqua Cover kerana kertas (aqua cover) yang mengandungi air digunakan untuk menutup spesimen bagi mengelakkan penyejatan air dalam spesimen. Apabila suhu spesimen, tekanan ruang spesimen dan tekanan separa wap air dikawal dengan betul, air, larutan akueus dan air yang terkandung dalam spesimen boleh dikekalkan dalam keadaan cair daripada memasukkan spesimen ke dalam SEM hingga memerhati. Kaedah ini membolehkan kita memerhati imej SEM air dan proses penyejatan air, dan spesimen yang masih mengandungi air pada resolusi yang lebih tinggi daripada kaedah optik (mikroskop optik).
Oleh kerana pemerhatian SEM biasa dilakukan dalam vakum (<10^-2 Pa: tekanan atmosfera: 1013 hPa), air tersejat dan dengan itu mustahil untuk diperhatikan. Walau bagaimanapun, gabungan vakum rendah dan peringkat penyejukan Peltier mencapai keadaan cecair air (ditunjukkan oleh kawasan hijau dalam Rajah 1) dalam ruang spesimen. Sebenarnya, suhu spesimen dan tekanan ruang spesimen masing-masing ditetapkan kepada kira-kira 0 °C dan 650 Pa.
Air disejat semasa pemindahan ruang dari tekanan atmosfera kepada 650 Pa. Untuk mengelakkan penyejatan, spesimen ditutup dengan penutup akua untuk mengekalkan tekanan di dalam penutup pada tekanan wap air tepu.
Rajah 2 menunjukkan prosedur daripada penetapan spesimen kepada pemerhatian menggunakan kaedah [1]. Peringkat penyejukan Peltier dipasang pada peringkat spesimen SEM dan spesimen diletakkan di atas peringkat penyejukan dan ditutup dengan penutup akua manakala suhu spesimen dikekalkan pada 0 °C dengan penyejukan (a). Selepas kebuk spesimen dikosongkan, penutup aqua ditangkap oleh rod penukar spesimen yang dimasukkan ke dalam kebuk pra-pengosongan dan kemudian, peringkat penyejukan diturunkan (b). Penutup aqua ditarik balik ke dalam ruang pra-pemindahan (c). Peringkat penyejukan dinaikkan dan pemerhatian SEM dilakukan (d). Adalah perlu untuk memerhatikan spesimen dengan cepat kerana air secara beransur-ansur sejat selepas penyingkiran penutup aqua.
Rajah 3 menunjukkan contoh pemerhatian titisan cecair yang bocor daripada urat daun menggunakan kaedah Aqua Cover. Sebuah filem menunjukkan penyejatan titisan air pada gentian.
Kaedah ini membolehkan kita berjaya memerhatikan pergerakan halus titisan air semasa penghalau air, yang melekat pada permukaan daun dengan struktur tertib mikrometer [2]. Kaedah ini juga telah berjaya dalam pemerhatian terperinci spesimen yang kaya dengan air seperti organisma dan tumbuhan, dan pemerhatian perubahan ketebalan gentian dan jurang antara gentian semasa proses pembengkakan dan pengeringan [3].
Terdapat kaedah untuk memerhati spesimen pada keadaan cairnya tanpa menggunakan kaedah penutup akua, di mana spesimen dibekukan sebelum meletakkannya di dalam kebuk spesimen dan ia dicairkan selepas pemindahan vakum untuk pemerhatian seterusnya. Walau bagaimanapun, apabila spesimen dibekukan, ia boleh rosak disebabkan oleh pertumbuhan kristal ais atau pengembangan isipadu. Kaedah Aqua Cover mempunyai kelebihan bahawa pembekuan spesimen sebelum penetapan spesimen tidak diperlukan.
Kaedah unik ini, yang membolehkan pemerhatian SEM sambil menyimpan air dalam spesimen, dibangunkan oleh JEOL buat kali pertama. Kaedah ini juga dipanggil kaedah Wet Cover dalam kertas kerja yang diterbitkan.

Rajah 1 Skema rajah keadaan air.
Apabila air disejukkan kepada kira-kira 0 °C dan tekanan atmosfera ditetapkan kepada kira-kira 650 Pa, air dikekalkan pada keadaan cecair.

Rajah 2 Prosedur pemerhatian menggunakan kaedah Aqua Cover.
(a) Peringkat penyejukan Peltier dipasang pada peringkat spesimen SEM pada tekanan atmosfera. Satu spesimen diletakkan di atas peringkat penyejukan dan disimpan pada kira-kira 0 °C. Kemudian, spesimen ditutup dengan penutup akua dan ruang spesimen dikosongkan sehingga tekanan mencapai tekanan yang ditetapkan 650 Pa.
(b) Selepas tekanan mencapai 650 Pa dan menjadi stabil, penutup akua ditangkap oleh rod penukar spesimen yang dimasukkan ke dalam ruang pra-pemindahan. Kemudian, peringkat penyejukan diturunkan.
(c) Penutup akua ditarik balik ke dalam ruang pra-pemindahan.
(d) Peringkat penyejukan dinaikkan dan pemerhatian SEM dilakukan.

Rajah 3 Titisan cecair bocor dari urat daun di belakang daun Pachira aquatica. 
(a) Imej mikroskop optik
(b) Imej elektron berselerak belakang (titisan cecair dan daun masing-masing diwarnakan oleh biru dan hijau).
Voltan pecutan: 25 kV, Tekanan ruang spesimen: 650 Pa.