domingo, 30 de noviembre de 2008

Microscopio de fuerza atómica

¿Cómo ver un mundo que es demasiado pequeño para ser visto? Cuando vemos usamos nuestros ojos, y vemos porque la luz se refleja desde las cosas que estamos viendo. Para ver cosas que son tan pequeñas que no las podemos ver con nuestros ojos, necesitamos un microscopio. La luz que viene desde las cosas que queremos ver se amplifica con las lentes del microscopio. De esta forma vemos una imagen virtual de esa cosa pequeña que estamos mirando.

Punta sensitiva de un microscopio de fuerza atómica.

La cosa más pequeña que podemos ver con un microscopio óptico tiene un tamaño de más o menos 500 nanómetros. Un nanómetro es mil millones ( 1.000.000.000) de veces más pequeño que un metro. Las cosas más pequeñas que podemos ver con un microscopio óptico, son más o menos 200 veces más pequeñas que el ancho de un cabello. Las bacterias tienen un tamaño de más o menos 1.000 nanómetros. La razón por la cual no podemos ver cosas más pequeñas es porque estos microscopios usan luz . La longitud de onda de la luz visible es de unos 500-800 nanómetros. Para ver cosas más pequeñas necesitamos un microscopio más poderoso.

La rugosidad del sustrato de silicio policristalino de una célula solar tiene gran importancia. Los sustratos más lisos tienen un tamaño de grano mayor en la capa absorbente y proporcionan un aumento del voltaje generado y de la eficiencia de las células solares. (Dimensiones del recuadro: 90µm x 90µm).

Los microscopios electrónicos usan electrones en lugar de luz. Los electrones son mucho más pequeños que la longitud de onda de la luz visible, así que con un microscopio que usa electrones se pueden ver cosas mucho más pequeñas. Las fotos que se pueden obtener con un microscopio que usa electrones son en blanco y negro, porque para tener fotos a color se necesita luz visible. Algunas veces vemos fotos a color tomadas con un microscopio de electrones. Esos colores se añaden para remarcar cosas importantes.

Vista al microscopio de fuerza nuclear de la superficie de un disco CD (Dimensiones del recuadro: 20 x 20µm).

Los microscopios más poderosos del mundo no ven cosas utilizando la luz ni los electrones. Estos microscopios ven cosas a través de lo que detectan con una punta muy afilada parecida a un alfiler. Algunas veces, los científicos ponen nanotubos de carbono en la punta para que ésta sea aún más afilada. Esto crea una punta tan fina que solamente tiene el espesor de no más que unos pocos átomos. Esta punta es tan afilada que cuando se le mueve sobre la muestra a estudiar puede discriminar entre grupos de átomos. Estos microscopios se conocen como microscopios de fuerza atómica porque detectan pequeñas fuerzas entre los átomos. Así que con un microscopio de fuerza atómica se pueden ver cosas tan pequeñas como una cadena de ADN y hasta átomos individuales. Estos microscopios transfieren la información a un ordenador para convertir el resultado de palpar un objeto, en una imagen tridimensional del mismo.


El microscopio de fuerza nuclear Agilent 5500 AFM/SPM permite la exploración descendente y el control ambiental y de temperaturas. La base del microscopio permite una fácil integración con una cámara ambiental o un microscopio óptico invertido.

El Microscopio de Fuerza Atómica, desarrollado en 1986, es un instrumento mecano-óptico que detecta fuerzas a nivel atómico, por lo que permite resoluciones de menos de 1 nm, en superficies conductoras y no conductoras. Su funcionamiento se basa en el del microscopio de efecto túnel (Binning y Rohrer, 1981) que permitía obtener imágenes de resolución atómica de superficies conductoras.