Microscopio capaz de grabar el movimiento de los electrones y permitir verlo luego a cámara lenta

Unos investigadores han demostrado el uso pionero de un microscopio óptico ultrarrápido, que permite sondear y visualizar la materia a escala atómica con una velocidad alucinante.

El nuevo microscopio óptico montado por el equipo de Markus Raschke, de la Universidad de Colorado en Boulder, Estados Unidos, es 1.000 veces más potente que el microscopio óptico convencional. La tasa de “fotogramas” (o la velocidad de captación alcanzada por el equipo), es 1 billón de veces más rápida que la de un parpadeo, permitiendo a los investigadores grabar en tiempo real películas de la luz interactuando con electrones en nanomateriales, en este caso una película delgada de oro, y verlas luego a cámara lenta.

El equipo utilizó una técnica llamada “nanoenfoque plasmónico” para enfocar pulsos láser extraordinariamente cortos sobre pequeños trozos de película de oro, usando una punta metálica de tamaño nanométrico.

Este avance amplía el alcance de los microscopios ópticos. Usando esta técnica, es posible visualizar procesos elementales en materiales que van desde electrodos de batería a células solares, ayudando así a conocer mejor sus puntos débiles y mejorar su eficiencia y vida útil.

Imagen captada por investigadores de la Universidad de Colorado en Boulder usando un microscopio óptico ultrarrápido. En ella se muestran nubes de electrones oscilando en el oro en el espacio y el tiempo. La anchura de lo mostrado en la imagen es de 100 nanómetros (aproximadamente el tamaño de una partícula que pasaría a través de una mascarilla quirúrgica), mientras que el tiempo transcurrido entre el fotograma superior y el inferior (10 femtosegundos) es menos de una billonésima de segundo. (Foto: University of Colorado)

A diferencia de los métodos usados en los microscopios electrónicos, la nueva técnica no necesita técnicas de vacío ultraelevado, y es particularmente prometedora para estudiar procesos ultrarrápidos como el transporte de cargas y energía en la materia blanda, incluyendo materiales biológicos.

Una serie de procesos importantes, como la fotosíntesis, la conversión energética y su uso, así como las funciones biológicas, se basan en la transferencia de electrones e iones de molécula a molécula.

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