El Microscopio de Fuerza Atómica (AFM) es un instrumento mecano-óptico que detecta fuerzas a nivel atómico (del orden de los nanoNewton) a través de la medición óptica del movimiento sobre la superficie de un cantilever muy sensible terminado en una punta con un cristal de forma piramidal, usualmente duro.
A sido crucial en el desarrollo de la nanotecnologia y para una precisa interpretación y apreciación de dimensiones manométricas, posándose en la cúspide de la microscopia poderosa.
Constitución fundamental del equipo
La longitud del cantilever es de 200um, y tiene una punta muy aguda de cristal en el extremo. La muestra es movida en el barrido en las tres direcciones, mientras el cantilever traza la superficie de la muestra en detalle. Todos los movimientos son controlados por una computadora. La resolución del instrumento es de menos de 1nm, y la pantalla de visualización permite distinguir detalles en la superficie de la muestra con una amplificación de varios millones.
• Micro palanca o cantilever: es obtenida mediante micro fabricación alcanzando dimensiones cercanas a los 200 um, esta es recubierta en la punta con materiales que ayuden a la refracción del láser
• Censores de flexión: el sistema mas utilizado es el de óptica en el que la flexión de la micro palanca (cantilever) es registrado mediante un haz láser que refleja en su parte posterior para po9steriormente alcanzar un fotodetector
• Punta: suelen obtenerse mediante la disposición de vapor de algún materia idóneo sobre la superficie de a palanca ya fabricada, o bien mediante técnicas de grabado anisótropo en direcciones cristalográficas. Sus dimensiones bordean los 5 nm.
Fundamentos
La obtención de imágenes en el ordenador es posible mediante la interpretación del movimiento del cantilever producto del equilibrio de la fuerza del cantilever, las fuerzas de van der waals y la tensión superficial generada por la humedad, al momento del barrido sobre la muestra
La resolución vertical del instrumento es de menos de 1 nm, y permite distinguir detalles tridimensionales en la superficie de la muestra con una amplificación de varios millones de veces.
Las fuerzas involucradas mencionadas anteriormente se detallan a continuación:
*Fuerza de van der waals: es la fuerza estabilizadora de los átomos que forma uniones no covalentes en las que están involucradas tanto las fuerzas de atracción como de repulsión
*Fuerza de capilaridad ejercida por una delgada capa de humedad que esta a menudo presente en el ambiente y muestra.
*Fuerza ejercida por el cantilever
La fuerza total ejercida sobre la muestra varia entre 10 -8 y 10 -6 N
Formas de uso:
• Modo de contacto: la punta del cantilever realiza un barrido en contacto con la muestra manteniendo una fuerza constante, usando la deflexión de la punta estática como señal. Su principal problema es la generación de fricción y el consecuente desgaste tanto de la muestra como de la puta del microscopio
• Modo de no-contacto: el barrido se efectúa a una distancia manométrica de la muestra valiéndose de las fuerzas e van der waals para la “cartografía” de la superficie
• Modo de repiqueteo (tapping mode): se hace vibrar la punta en s punto de resonancia produciendo un contacto intermitente con a muestra.
Discusión
Tras su evidente distanciamiento de la microscopia de luz resulta interesante considerar que la obtención de imágenes a pasado de ser el resultado de adentrarnos en la realidad de la imagen, sino que se estima una interpretación de lo que encontramos relevante del objeto de estudio. A pesar que consideramos a la luz como un ente sin tamaño, ésta esta limitada por su longitud de onda y resulta imposible que nos represente objetos con tamaños inferiores a esta medida, por lo que resulta una gama de posibilidades el hecho de saltarse esta limitante y considerar nuevas fuentes interpretativas con mayor potencial como lo hace la microscopia de fuerza atómica, que se nutre de las fuerzas intermoleculares y atómicas.
El desarrollo de la nanotecnologia en estos momentos esta ligado fuertemente al desarrollo de estas nuevas técnicas de microscopia, evidenciándose esto en el análisis de nuevos materiales, como nanopolímeros conductores.
Aplicaciones
A sido crucial en el desarrollo de la nanotecnologia y para una precisa interpretación y apreciación de dimensiones manométricas, posándose en la cúspide de la microscopia poderosa.
Constitución fundamental del equipo
La longitud del cantilever es de 200um, y tiene una punta muy aguda de cristal en el extremo. La muestra es movida en el barrido en las tres direcciones, mientras el cantilever traza la superficie de la muestra en detalle. Todos los movimientos son controlados por una computadora. La resolución del instrumento es de menos de 1nm, y la pantalla de visualización permite distinguir detalles en la superficie de la muestra con una amplificación de varios millones.
• Micro palanca o cantilever: es obtenida mediante micro fabricación alcanzando dimensiones cercanas a los 200 um, esta es recubierta en la punta con materiales que ayuden a la refracción del láser
• Censores de flexión: el sistema mas utilizado es el de óptica en el que la flexión de la micro palanca (cantilever) es registrado mediante un haz láser que refleja en su parte posterior para po9steriormente alcanzar un fotodetector
• Punta: suelen obtenerse mediante la disposición de vapor de algún materia idóneo sobre la superficie de a palanca ya fabricada, o bien mediante técnicas de grabado anisótropo en direcciones cristalográficas. Sus dimensiones bordean los 5 nm.
Fundamentos
La obtención de imágenes en el ordenador es posible mediante la interpretación del movimiento del cantilever producto del equilibrio de la fuerza del cantilever, las fuerzas de van der waals y la tensión superficial generada por la humedad, al momento del barrido sobre la muestra
La resolución vertical del instrumento es de menos de 1 nm, y permite distinguir detalles tridimensionales en la superficie de la muestra con una amplificación de varios millones de veces.
Las fuerzas involucradas mencionadas anteriormente se detallan a continuación:
*Fuerza de van der waals: es la fuerza estabilizadora de los átomos que forma uniones no covalentes en las que están involucradas tanto las fuerzas de atracción como de repulsión
*Fuerza de capilaridad ejercida por una delgada capa de humedad que esta a menudo presente en el ambiente y muestra.
*Fuerza ejercida por el cantilever
La fuerza total ejercida sobre la muestra varia entre 10 -8 y 10 -6 N
Formas de uso:
• Modo de contacto: la punta del cantilever realiza un barrido en contacto con la muestra manteniendo una fuerza constante, usando la deflexión de la punta estática como señal. Su principal problema es la generación de fricción y el consecuente desgaste tanto de la muestra como de la puta del microscopio
• Modo de no-contacto: el barrido se efectúa a una distancia manométrica de la muestra valiéndose de las fuerzas e van der waals para la “cartografía” de la superficie
• Modo de repiqueteo (tapping mode): se hace vibrar la punta en s punto de resonancia produciendo un contacto intermitente con a muestra.
Discusión
Tras su evidente distanciamiento de la microscopia de luz resulta interesante considerar que la obtención de imágenes a pasado de ser el resultado de adentrarnos en la realidad de la imagen, sino que se estima una interpretación de lo que encontramos relevante del objeto de estudio. A pesar que consideramos a la luz como un ente sin tamaño, ésta esta limitada por su longitud de onda y resulta imposible que nos represente objetos con tamaños inferiores a esta medida, por lo que resulta una gama de posibilidades el hecho de saltarse esta limitante y considerar nuevas fuentes interpretativas con mayor potencial como lo hace la microscopia de fuerza atómica, que se nutre de las fuerzas intermoleculares y atómicas.
El desarrollo de la nanotecnologia en estos momentos esta ligado fuertemente al desarrollo de estas nuevas técnicas de microscopia, evidenciándose esto en el análisis de nuevos materiales, como nanopolímeros conductores.
Aplicaciones
