El microscopio de fuerza atómica (AFM), que utiliza una sonda de punta fina para escanear superficies a escala atómica, pronto se aumentará con un sensor químico. Esto implica el uso de un voladizo AFM hueco, a través del cual pasa un líquido, en este caso el mercurio, a presión. La gota de mercurio en la punta actúa como sensor. Esta pluma estilográfica microscópica fue desarrollada por investigadores del Instituto MESA + de Nanotecnología de la Universidad de Twente.

El voladizo de un AFM tiene una punta fina que se puede usar para mapear superficies a nanoescala. Los movimientos de la punta se controlan mediante luz láser reflejada desde el voladizo. Si pudiera fabricar un voladizo hueco y pasar un líquido a través de él, como pasa en una pluma estilográfica, entonces podrías matar dos pájaros de un tiro. Además de mapear superficies, También puede utilizarlo para realizar mediciones muy localizadas de la concentración de sustancias químicas específicas. Este concepto fue una creación del Dr. Peter Schön, investigadora que lidera la Orientación Estratégica de Investigación "Tecnologías Habilitadoras" en MESA +

El líquido seleccionado fue mercurio, ya que tiene las propiedades ideales para este propósito, como una superficie extremadamente limpia. Los investigadores han creado un voladizo con un tubo microscópico que lo atraviesa. El revestimiento del tubo tiene propiedades mecánicas especiales, para contener el mercurio a medida que se bombea a alta presión (6 bar). Usando este sistema, ha resultado posible crear una gota perfecta en la punta. La gota en sí es el sensor, además, se puede reemplazar fácilmente in situ por un nuevo sensor:la siguiente gota. También es importante que la corriente eléctrica solo se conduzca a través del mercurio en el tubo microscópico y no a través de partes del voladizo. para no afectar el resultado de la medición. Esta meta, también, se logró con éxito.

Se puede utilizar un sensor de tan exquisita sensibilidad para medir concentraciones de sustancias químicas específicas en biomoléculas y biomembranas, por ejemplo. También se puede utilizar en combinación con AFM, para realizar mediciones de corrosión altamente localizadas y, al mismo tiempo, recopilar otra información sobre la superficie en cuestión. Esto lo convierte en una combinación particularmente poderosa de métodos de medición.

Los detalles del mecanismo de acción de la pluma estilográfica se publicaron recientemente en Química analítica . Los investigadores ahora se están enfocando en formas de combinar esta técnica con una punta AFM. También están desarrollando una técnica para liberar eficientemente la gota de mercurio usada para dar paso a un sensor "limpio".