En la actualidad, Los microscopios de fuerza atómica (AFM) son una de las herramientas más utilizadas para la obtención de imágenes, medición, y manipular la materia a nanoescala. Uno de los componentes clave de un AFM es un oscilador de microescala, que escanea las características topográficas de una muestra. Desafortunadamente, sin embargo, la fabricación de osciladores a microescala es un proceso complejo y costoso.

En un nuevo artículo publicado en Nanotecnología , un equipo de investigadores del Laboratoire de Physique Statistique de la École Normale Supérieure, CNRS, en París, han demostrado que un diapasón de aluminio de 7 centímetros de largo puede reemplazar el oscilador de microescala en un AFM, y seguir produciendo imágenes de resolución a nanoescala y de igual calidad.

"Por analogia, sentir una rugosidad de 100 nm con un instrumento de 7 cm de largo es como sentir el grosor de un virus bajo la antena de la torre Eiffel, ", dijo el coautor Antoine Niguès de la École Normale Supérieure Phys.org . "Es más, el uso de este gran diapasón reduce considerablemente los costes de fabricación del AFM y simplifica enormemente su uso ".

Además, el AFM modificado, que los investigadores denominan "MicroMegascope, "¿Pueden obtener imágenes de objetos que están sumergidos en líquido sin perder calidad, y sin requerir ningún ajuste. Esta es una gran ventaja sobre los AFM convencionales, que sufren de una calidad de imagen reducida y requieren sondas alternativas para operar en entornos líquidos.

Desde que el AFM fue inventado por primera vez a mediados de los 80 por los científicos de IBM Gerd Binnig, Calvin Quate y Christoph Gerber, se ha convertido en una herramienta de laboratorio estándar con una amplia variedad de aplicaciones, de materia condensada a materia biológica. Un AFM crea un mapa topográfico de la superficie de un objeto escaneando el microoscilador sobre la superficie. A medida que el microoscilador se acerca a la superficie, Las fuerzas de interacción entre su punta y la muestra inducen cambios en el movimiento mecánico del oscilador. Midiendo estos cambios, la topografía de la muestra se puede reconstruir con resolución a nanoescala.

El MicroMegascopio funciona de la misma manera que un AFM convencional, excepto que utiliza un diapasón de escala de centímetros como oscilador. El diapasón relativamente grande, que tiene una punta afilada de tungsteno pegada al extremo de una de las puntas, esencialmente se comporta como un sistema masa-resorte. Un acelerómetro pegado a una de las puntas mide la aceleración del diapasón, que es directamente proporcional a su amplitud de oscilación. Los investigadores demostraron que, a pesar del gran tamaño y masa del diapasón, Las imágenes obtenidas por el MicroMegascope tienen una calidad comparable a las obtenidas por AFM convencionales, sin los formidables desafíos de fabricación.

Los investigadores esperan que, en el futuro, el MicroMegascope ampliará aún más la versatilidad de los AFM. Debido al tamaño más grande del oscilador, es posible adjuntar no solo puntas a nanoescala, sino también, por ejemplo, puntas esféricas macroscópicas. Además, el oscilador tiene una mayor estabilidad, junto con la capacidad de operar en entornos líquidos de alta viscosidad. Todas estas capacidades pueden abrir las puertas a nuevas aplicaciones de imágenes.

"Ya estamos usando el MicroMegascope para sondear las fuerzas fundamentales en la nanoescala y medir su impacto en la macroescala, "Dijo Niguès.

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