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El Instituto de Física y Química de los Materiales de Estrasburgo (IPCMS - CNRS/Université de Strasbourg) ha inaugurado este mes su nuevo microscopio electrónico de transmisión, uno de los más potentes de Europa. Este instrumento, que ha costado 2,38 millones de euros, se utilizará para estudiar la materia a escala atómica.
El nuevo microscopio viene a sumarse a la plataforma instrumental del IPCM (Institut de physique et de chimie des matériaux de Strasbourg), un laboratorio dedicado el estudio de los nanomateriales y las nanociencias a escalas que van desde moléculas individuales y agregados de varias docenas de átomos hasta nanoestructuras organizadas sobre superficies y objetos monodimensionales y bidimensionales.
Este microscopio forma parte de la plataforma de microscopía electrónica del Pôle matériaux et nanosciences Alsace, dirigido por Marc Drillon, director del IPCMS, que reúne 14 laboratorios del CNRS (Centre national de la recherche scientifique), tres escuelas de ingeniería y dos centros de innovación y transferencia de tecnología.
El microscopio se utilizará para proyectos científicos en los campos de las ciencias y tecnologías de la información y la comunicación, transporte, energía y biomedicina. Será una herramienta especialmente valiosa para los “polos de competitividad” alsacianos denominados “Véhicule du Futur” e “Innovations Thérapeutiques”. Los temas de investigación más relevantes son nanoestructuras para magnetoelectrónica (o espintrónica), nanopartículas funcionales, polímeros y materiales híbridos, materiales de carbono, materiales de porosidad controlada para catálisis y biomateriales.
El nuevo microscopio, denominado JEOL 2100F, permite cartografiar la posición de los átomos en la materia, determinar su naturaleza y estudiar in situ las propiedades de los nanoobjetos. Entre sus dispositivos destacan los correctores de la aberración, que mejoran el cociente ruido-señal en el modo de barrido (con una resolución de 0,11 nm), y con un coste de 800.000 euros.
También incluye dos portamuestras rotatorios para la obtención de imágenes tridimensionales, y además permite realizar espectroscopía de pérdida de energía de electrones. Mediante este procedimiento se analiza cuantitativamente la composición química de la muestra (trabajando a una resolución de 0,2 nm).
El coste total del proyecto, 2,38 millones de euros, incluye el propio microscopio (2,03 M€), así como la instalación de los locales y del instrumento (0,35 M€). El CNRS ha aportado la mitad de los fondos y el resto proviene del Ministerio de Educación e Investigación y de organismos rectores locales, a través del contrato de proyectos Estado-Región, y de la Fundación para la Investigación Química.
Trabajando con el microscopio electrónico de transmisión
Para operar con un microscopio electrónico de transmisión los investigadores colocan una muestra, lo suficientemente fina, bajo un haz de electrones que pasa a través de ella. Los electrones interaccionan con la muestra, a continuación pasan a través de un sistema de lentes magnéticas, y alcanzan una pantalla fluorescente, que convierte la imagen electrónica en una imagen óptica.
La principal ventaja de este tipo de microscopio es que combina la elevadísima resolución (0,11 nm) de la difracción de los rayos X, que proporciona datos sobre la estructura cristalina de la muestra, con la espectroscopía de rayos X, que proporciona información sobre la naturaleza química de la muestra. Al contrario de lo que sucede con los microscopios ópticos, la resolución no está limitada por la longitud de onda de los electrones, sino por las aberraciones debidas a las lentes magnéticas.
Investigadores del instituto ICFO y otros centros internacionales han logrado, por primera vez, la llamada polarización de valles en un material grueso centrosimétrico. Este avance tan específico podría ayudar en el procesamiento de información y la computación cuántica.
Investigadores del Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO) han construido un microscopio capaz de observar átomos individuales en un gas cuántico de estroncio. Su nombre: QUIONE, como la diosa griega de la nieve.
