Microscópios eletrônicos operam no vácuo para evitar que moléculas de ar desviem os elétrons e borrem a imagem.

A microscopia eletrônica foi revolucionada por Ernst Ruska e Max Knoll em 1931 na Universidade de Berlim. Eles descobriram que elétrons possuem comprimentos de onda muito menores que a luz visível, permitindo ampliações de até 10 milhões de vezes. No entanto, para que essa resolução seja alcançada, o sistema precisa de um vácuo ultra-alto, geralmente entre 10^-4 e 10^-10 pascais.O ar atmosférico é composto por trilhões de moléculas que, em condições normais, colidiriam com os elétrons em nanossegundos. Essas colisões causam o espalhamento eletrônico, resultando em imagens ruidosas ou na perda total do sinal. Ao remover o ar, os cientistas garantem que o 'livre caminho médio' dos elétrons seja longo o suficiente para atravessar toda a coluna do microscópio sem interferência.Além da clareza da imagem, o vácuo protege os componentes internos do aparelho. O filamento de tungstênio, que atua como fonte de elétrons, queimaria instantaneamente se entrasse em contato com o oxigênio enquanto aquecido. Essa tecnologia permitiu avanços críticos na nanotecnologia e na virologia moderna, possibilitando a visualização direta da estrutura do DNA e de vírus como o SARS-CoV-2.