Desde finales del siglo XIX, el microscopio óptico estaba atrapado por un límite físico insuperable: la longitud de onda de la luz visible, formulada por Ernst Abbe, que impedía resolver detalles por debajo de unos 200 nanómetros, fuera cualquiera la calidad de las lentes. En 1928, en la Technische Hochschule de Berlín, Ernst Ruska, estudiante de ingeniería eléctrica, comienza a investigar bajo la supervisión de Max Knoll cómo enfocar haces de electrones mediante bobinas magnéticas cortas, por analogía con las lentes de vidrio que enfocan la luz. El 7 de abril de 1931, Ruska obtiene la prueba definitiva de que el principio funciona: un aparato con dos bobinas magnéticas cortas en serie logra magnificar 16 veces la imagen de una rejilla metálica, demasiado modesto para competir con un microscopio óptico, pero suficiente para demostrar que era posible formar imágenes magnificadas usando electrones y campos magnéticos en lugar de luz. Knoll y Ruska publican el resultado en 1932 en el paper fundacional "Das Elektronenmikroskop", acuñando el término que da nombre a la disciplina. El problema inmediato es que los electrones generan un calor intenso que destruye las muestras observadas, limitando severamente la utilidad práctica del instrumento. Bodo von Borries, también doctorando en el mismo grupo de investigación, se incorpora al diseño técnico decisivo: junto con Ruska, rodea las bobinas magnéticas con una cubierta de hierro que concentra y acorta considerablemente la distancia focal del campo magnético —la llamada "lente de polo encapsulado" (pole shoe lens)—, patentada conjuntamente el 17 de marzo de 1932. Con esta lente muchísimo más eficiente, Ruska completa en agosto de 1933 su tesis doctoral y, el 23 de septiembre de 1933, construye un microscopio electrónico de dos etapas con un aumento de 12.000 veces, superando por primera vez en la historia la resolución del mejor microscopio óptico disponible. El límite de Abbe, que parecía una barrera física definitiva, queda roto. A pesar del éxito técnico, Ruska no logra convencer a la industria de invertir en la producción del instrumento —el problema del calentamiento de las muestras seguía sin resolverse del todo, y la pregunta "¿quiénes serían los clientes de un aparato así?" desanima a posibles inversores— hasta que, años después, Ruska y von Borries —ya unidos como cuñados tras el matrimonio de von Borries con la hermana de Ruska— convencen a Siemens en 1937 para fundar un laboratorio de microscopía electrónica, que lanzaría en 1939 el primer microscopio electrónico comercial del mundo. La técnica permitirá después observar por primera vez en la historia humana virus individuales, orgánulos celulares y la estructura de los materiales a escala atómica, abriendo campos enteros de la biología, la medicina y la ciencia de materiales que antes eran inalcanzables para la observación directa.