En el umbral del video nanométrico a tiempo real

Los microscopios de fuerza atómica (AFMs, por sus siglas en inglés) de vanguardia están diseñados para captar imágenes de estructuras tan pequeñas como de una fracción de nanómetro (un millón de veces inferior al grosor de un cabello humano). En los últimos años, los AFMs han proporcionado imágenes detalladas de estructuras de tamaño atómico, tan nítidas y espectaculares como para merecer ser usadas como fondos de escritorio en ordenadores, y abarcando desde hebras únicas de ADN a enlaces individuales de hidrógeno entre moléculas.

Pero captar estas imágenes es un proceso meticuloso que lleva mucho tiempo. Así que los AFMs han sido habitualmente utilizados para visualizar muestras estáticas, ya que son demasiado lentos para capturar entornos activos y cambiantes.

Ahora, unos ingenieros del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Cambridge, Estados Unidos, han diseñado un microscopio de fuerza atómica que capta imágenes 2.000 veces más rápido que los actuales modelos comerciales. Con este nuevo instrumento de alta velocidad, el equipo de Kamal Youcef-Toumi ha obtenido secuencias de imágenes de procesos químicos que suceden en la escala nanométrica, a un ritmo que se acerca al del video en tiempo real.

En una demostración de las capacidades del instrumento, los investigadores escanearon una muestra de calcita de 70 por 70 micrones, mientras era primero sumergida en agua desionizada y más tarde expuesta a ácido sulfúrico. El equipo observó el ácido corroyendo la calcita, expandiendo los pozos de tamaño nanométrico existentes en el material, que se fusionaron rápidamente y llevaron a una eliminación capa por capa de la calcita a lo largo del patrón cristalino del material, en el transcurso de un período de varios segundos.

La sensibilidad y velocidad del instrumento permitirá a los científicos examinar procesos de tamaño atómico, captándolos y luego reproduciéndolos como si fueran películas en alta resolución.

Será posible contemplar detalles de, por ejemplo, la condensación, la nucleación o la deposición de un material, y cómo ocurren tales procesos en tiempo real, algo que nadie ha visto con anterioridad.

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