La imagen de AFM de una molécula adsorbida en un sustrato generalmente se realiza con la punta de AFM oscilando a una altura constante, donde las condiciones óptimas de obtención de imágenes (región azul claro) se cumplen solo para la parte superior de la molécula. El grupo de Daniel Ebeling usa un modo de corriente constante en su lugar, en el que la punta AFM sigue de cerca la topografía de la molécula, permitiendo una imagen molecular 3D completa. Crédito:APS / Alan Stonebraker
Un equipo de investigadores de la Universidad Justus Liebig de Giessen ha encontrado una manera de mejorar drásticamente las imágenes de moléculas 3-D topológicamente complejas creadas mediante microscopía de fuerza atómica (AFM). En su artículo publicado en la revista Cartas de revisión física , el grupo describe el simple ajuste que hicieron al procedimiento que mejoró enormemente la resolución de AFM.
Ha pasado casi una década desde que se introdujo AFM, permitiendo a los investigadores crear imágenes de moléculas individuales y comprender mejor cómo se ensamblan las moléculas. Pero la técnica adolece de una deficiencia importante:solo funciona con moléculas casi planas. Aquellas moléculas con características tridimensionales más complejas se visualizan solo parcialmente con claridad. La razón es que la punta del sensor oscila a una distancia fija de la molécula en estudio. Esto significa que solo se visualizan claramente las partes de la molécula más cercanas al sensor. La lógica ha sugerido que la forma de solucionar este problema es mover la punta de la sonda hacia arriba y hacia abajo a lo largo de un camino que imita la topología de la molécula. Pero este enfoque ha resultado difícil de alcanzar. Seguir las colinas y valles en tiempo real y mover la punta en la cantidad correcta tiene, hasta ahora, sido insostenible.
Para superar los problemas inherentes al seguimiento de los contornos de una molécula, los investigadores recurrieron al microscopio de efecto túnel (STM). También se utiliza para crear imágenes a nivel molecular, pero utiliza un enfoque diferente para hacerlo. AFM utiliza fuerzas de la superficie en estudio para mantener la punta del sensor a la distancia adecuada para la obtención de imágenes:STM, por otra parte, utiliza la corriente de efecto túnel que fluye a través del vacío que existe entre la punta del sensor y la molécula en estudio. Los investigadores tuvieron la idea de utilizar la corriente de túnel de STM para guiar la punta de la punta del sensor AFM, moviéndola hacia arriba y hacia abajo en sincronía con los contornos de la molécula en estudio.
Los investigadores informan que su simple ajuste resultó en imágenes de moléculas 3-D que son tan nítidas para moléculas complejas como para aquellas que son en su mayoría planas.
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