1. Microscopios:
* Microscopio de túneles de escaneo (STM): Este microscopio utiliza una punta metálica aguda para escanear la superficie de un material. La punta se acerca increíblemente a la superficie, y un fenómeno cuántico llamado "túnel" permite que los electrones fluyan entre la punta y el material. Esta corriente se mide y se usa para crear una imagen de la superficie a nivel atómico.
* Microscopio de fuerza atómica (AFM): Similar a STM, pero usa un pequeño voladizo con una punta afilada para escanear la superficie. La punta interactúa con los átomos de la superficie y se dobla o se desvía, que se mide para crear una imagen 3D de la superficie.
* Microscopio electrónico de transmisión (TEM): Los electrones se disparan a través de una muestra delgada y su interacción con los átomos dentro de la muestra crea una imagen. Esta técnica se utiliza para observar la estructura interna de los materiales, incluida la disposición de los átomos dentro de las moléculas.
* Microscopio electrónico de barrido (SEM): Un haz enfocado de electrones se escanea en la superficie de una muestra. La interacción de los electrones con la muestra genera señales que proporcionan información sobre la morfología superficial de la muestra, la composición y otras propiedades. Esta técnica se utiliza para observar la estructura de la superficie de los materiales a nanoescala.
2. Espectroscopía:
* Difracción de rayos X (XRD): Esta técnica utiliza la difracción de rayos X por los átomos en una red de cristal para determinar la disposición de los átomos y el espacio entre ellos. Esto proporciona información sobre la estructura y las propiedades de los cristales y materiales.
* Espectroscopía de electrones: Este método utiliza electrones para sondear la estructura electrónica de átomos y moléculas. Diferentes tipos de espectroscopía de electrones, como la espectroscopía de fotoelectrones de rayos X (XPS), la espectroscopía de electrones de Auger (AES) y la espectroscopía de pérdida de energía de electrones (Eels), proporcionan información sobre la composición química, los estados electrónicos y la unión de materiales.
* Resonancia magnética nuclear (RMN): Esta técnica utiliza campos magnéticos para alinear los núcleos de los átomos y luego sondea sus interacciones entre sí. La RMN se usa para estudiar la estructura de las moléculas, la dinámica de los átomos en las moléculas y las propiedades de los materiales.
3. Otras técnicas:
* espectrometría de masas: Esta técnica se utiliza para medir la relación masa / carga de iones, que se puede utilizar para identificar y cuantificar los diferentes átomos y moléculas presentes en una muestra.
* Aceleradores de partículas: Estos dispositivos aceleran partículas cargadas a energías muy altas, lo que les permite sondear la estructura de la materia a escamas muy pequeñas. Esto incluye experimentos que involucran átomos y sus componentes.
Estas son solo algunas de las herramientas más comunes utilizadas por los científicos para observar átomos. La herramienta específica utilizada dependerá del tipo de información que se busca y la naturaleza de la muestra que se está estudiando.
Vale la pena señalar que la observación directa de átomos individuales sigue siendo desafiante. La mayoría de las técnicas proporcionan información sobre el comportamiento colectivo de muchos átomos o evidencia indirecta sobre su estructura y propiedades. Sin embargo, los avances en la tecnología están mejorando continuamente la capacidad de los científicos para investigar el mundo atómico con mayor precisión y detalle.
