Año XLI - Edición Nº 8.409

Miércoles 11 de abril de 2018

Nuevo microscopio del Cedenna permite ver estructura atómica de los materiales

Fecha de Publicación: Jue, 06/09/2016 - 08:35

La adquisición del moderno instrumento tecnológico del Centro para el Desarrollo de la Nanociencia y Nanotecnología (Cedenna) entrega imágenes digitales de altísima calidad de materiales, sistemas físicos y biológicos de tamaño nanométrico. 

La directora del Cedenna, Dora Altbir y investigador Juliano Casagrande, junto al nuevo TEM instalado en el Laboratorio de Microscopía Electrónica del Cedenna, en el Edificio de Investigación de la Universidad de Santiago de Chile.

Foto:

Cedenna

A través del nuevo Microscopio Electrónico de Transmisión, TEM, adquirido por el Centro para el Desarrollo de la Nanociencia y la Nanotecnología, Cedenna, es posible observar incluso la forma en que los átomos se ordenan en un material.

Este nuevo equipo permitirá que investigadores de diversas áreas puedan precisar aspectos morfológicos y cristalinos que con otro tipo de microscopio sería imposible visualizar. Por ejemplo, una muestra reciente de nanotubos (estructuras cilíndricas huecas de dimensiones nanométricas) elaborados en el Cedenna, mostró que en lugar de presentar una superficie continua, los nanotubos tenían paredes granulares, lo que les otorga propiedades magnéticas particulares que impiden su aglomeración. Esto favorece su uso como vehículos para transportar medicamentos, útiles para algunas áreas de la biología y la medicina.

Asimismo, pueden observarse en detalle nuevos materiales, como una mezcla de hormigón a la que se le agregaron nanotubos de carbono para mejorar las propiedades mecánicas del cemento; o la intervención de células pequeñas utilizando partículas de tamaños nanométricos.

El TEM, a diferencia de los microscopios tradicionales, no proyecta un rayo luminoso sobre una muestra, sino que utiliza un haz de electrones, cuya ventaja reside en que estos tienen menor longitud de onda que la luz visible, por lo que detectan estructuras tan pequeñas, como la red cristalina o la forma en que los átomos se ordenan en un material. Junto con ello, tiene la capacidad de aumentar una imagen hasta en un millón de veces. Esta magnificación es relevante, ya que un microscopio óptico sólo puede ampliarlas mil veces, y uno de barrido, detecta solamente la superficie de la muestra.

La Dra. Dora Altbir Drullinsky, directora del Cedenna y gestora de la nueva adquisición, aseguró que el nuevo equipo, instalado en el edificio Rector Eduardo Morales Santos de la Universidad de Santiago de Chile, tuvo un costo cercano a los 450 millones de pesos y es un aporte del programa Basal para proveer al Centro de la más alta tecnología. El TEM Hitachi HT7700 permite visualizar estructuras de dimensiones que van desde 0,2 a 100 nanómetros (un nanómetro es la milmillonésima parte de un metro) y complementa las funciones de los otros microscopios del Centro, como el de Barrido Electrónico (SEM) y el de Fuerza Atómica (AFM).

El Dr. Juliano Casagrande Denardin, investigador responsable del Laboratorio de Microscopía Electrónica, señaló que se trata de “un antiguo anhelo de los investigadores, pues es un equipo fundamental para todas las áreas de investigación del Centro, como ciencia de materiales, física, nanotecnologia y biología”.

Haz de electrones

El TEM permite estudiar materiales nanoestructurados de tipo metálico, cerámico, polímeros, óxidos y películas ultradelgadas, e incluso algunas estructuras biológicas, proteínas, virus, bacterias, y otros tejidos.

El sistema emite, desde lo alto de un tubo vertical hacia abajo, un haz de electrones que es guiado en la columna por lentes electromagnéticas. Este rayo atraviesa la muestra, ubicada en la mitad del cañón, y se transmite a una pantalla en la base del equipo. Esa proyección es captada y enviada a una computadora, donde la información se selecciona, filtra y reconstruye para procesar una imagen o un patrón de puntos, espacialmente distribuido y característico, que corresponde a la huella digital del material.

El Dr. Esteban Vargas Rojas explicó que el factor diferenciador de este microscopio está en su capacidad para obtener imágenes totalmente digitales, bien definidas y de alto contraste, utilizando bajo voltaje de aceleración del haz de electrones, lo que significa que minimiza el riesgo de daño en muestras de materiales sensibles y frágiles. 

Debido a que el Cedenna es un centro multidisciplinario que incluye investigadores en física, química,  biología e ingeniería, el Microscopio Electrónico de Transmisión tendrá un uso multidisciplinario, beneficiando a diversas disciplinas e instituciones en el país. Asimismo, es el más recientemente adquirido de los cuatro pertenecientes a instituciones de educación superior a nivel nacional. 

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