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Microscopio de Fuerza Atómica
Principio
de Funcionamiento
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.
La fuerza atómica, evidente cuando el cantilever
está muy próximo a la superficie de la muestra, se
detecta a través de la torsión de aquél. La dirección
del haz laser reflejado por la parte posterior del
cantilever cambia con la torsión del mismo.
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, mientra 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.
Hay varios modos de trabajo posibles:
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MODO DE CONTACTO : Este
modo de barrido provee retroalimentación, en
tanto que la repulsión entre el cantilever y la
muestra permanece constante. De la intensidad de
la retro-alimentación se mide la altura. Este es
el modo más común de barrido.
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MODO DE ALTURA
CONSTANTE : En este modo de barrido la
altura del cantilever se mantiene constante
durante el barrido. Se mide la torsión del
cantilever. Al no haber retroalimentación, es
posible barrer a alta velocidad.
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MODO SIN CONTACTO : Este
modo de barrido provee retroalimentación, y la
atracción entre la muestra y el cantilever (que
vibra cerca del punto de resonancia) permanece
constante. De la intensidad de la
retro-alimentación se mide la altura. La
resolución es un poco menor debido a la
distancia entre el cantilever y la muestra.
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MODO DINAMICO : Este modo
provee retroalimentación, en tanto que la
repulsión entre la muestra y el cantilever (que
vibra cerca del punto de resonancia) permanece
constante. De la intensidad de la
retroalimentación se mide la altura.
Dado que hay poco "rozamiento" de la
superficie, este modo es ideal para muestras que
se mueven con facilidad. |
A continuación se muestran algunas
imágenes obtenidas con un microscopio de fuerza atómica
SHIMADZU SPM-9500. En cada caso se indican las
dimensiones del área estudiada.
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Cabello : se
pueden diferenciar características individuales
a partir de las cutículas. Se observan
adherencias en las "grietas". |
| E.coli : este es
un bacilo coliforme que fue "anclado"
sobre una base de vidrio. La zona central
constreñida es el sitio de la división. |
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Mica : imagen
atómica de alta magnificación del plano de
clivaje de la mica. Se puede amplificar varias
millones de veces. |
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