Grafeno: clave para la microscopía electrónica de líquidos

¿Cómo observar las nanoestructuras evolucionando en líquidos con un microscopio electrónico que debe funcionar en el vacío? La respuesta ha sido encontrada por un equipo internacional de investigadores. Los líquidos pueden ser encapsulados entre dos láminas de grafeno.

¿Revolucionará nuestro mundo la nanotecnología? Es de esperar que probablemente necesitemos unas pocas décadas para ver cómo algunos sueños se hacen realidad. Mientras tanto, la exploración y el dominio del nanomundo continúa, como lo demuestra un reciente artículo publicado en Science y en el trabajo de un equipo internacional de investigadores de Corea del Sur y los Estados Unidos.

Estos científicos han realizado bloqueo que limita el rendimiento de la microscopía electrónica, basada en las propiedades ondulatorias de la materia descubiertas en 1920 por Louis de Broglie, luego explorados por Schrödinger y Stern. El prototipo de microscopio electrónico fue construida en 1931 por ingenieros alemanes Ernst Ruska y Max Knoll. Uno de sus inconvenientes es la imposición de observaciones bajo el vacío, que excluye el uso para observar los tejidos vivos (excepto, quizás, en lo que respecta a las garrapatas), y más para los líquidos.

esquema grafeno

Diagrama del principio: la doble hoja de grafeno aprisiona aquí y allá de las gotas de líquido, al tiempo que evita la evaporación, incluso cuando la presión ambiente es muy baja. © Korea Advanced Institute of Science and Technology

Un desfile había sido organizado para observar las bacterias. Fue suficiente para rodearse de una capa protectora de grafeno. El espesor de un átomo de carbono, esta capa no es realmente una barrera para haces de electrones y, por tanto habilitado para hacer las observaciones que se han hecho hasta entonces.

Nanocristales en líquidos

La misma estrategia ha sido utilizada por los investigadores interesados ​​en el crecimiento de nanocristales en un líquido. Ellos simplemente encapsulan el líquido que contiene los nanocristales entre dos láminas de grafeno.

Se observó por microscopía electrónica ya en un líquido introduciéndola en un tipo de cajas de paredes hechas de nitruro de silicio u óxido de silicio. Por desgracia, a 100 nanómetros de grosor, estas paredes de resolución de la imagen se limita a unos pocos nanómetros en el mejor de los casos.

Crecimiento y coalescencia de nanocristales de platino observados en la cápsula de microscopio electrónico de grafeno. © Science-Jong Min Yuk, Jungwon Park, Peter Ercius, Kwanpyo Kim, Daniel J. Hellebusch, Michael F. Crommie, Jeong Yong Lee, A. Zettl, A. Paul Alivisatos

Con el grafeno todo cambia. Químicamente, este material es débilmente reactivo, impermeable y resistente. Se puede con este nuevo proceso para obtener una resolución de 1 angstrom, diez veces mejor. Gracias a esta ganancia, los físicos han descubierto nuevos detalles sobre el crecimiento de los nanocristales de platino.

Este es sólo el comienzo para esta tecnología. El comportamiento de otros materiales, e incluso los objetos biológicos en los líquidos deben ser mejor entendidos por medio de esta nueva técnica. ¿Tal vez se beneficiará del diseño de nanopartículas para la nanomedicina?

Red de átomos de carbono que forman una lámina de grafeno

Una imagen de un artista que muestra una red de átomos de carbono formando una lámina de grafeno, un material con propiedades variadas y poco comprendidas. © Jannik Meyer

Más información

High-Resolution EM of Colloidal Nanocrystal Growth Using Graphene Liquid Cells
Graphene liquid cell allows high-resolution atomic imaging of specimens in liquid

No hay comentarios