Adquisición de imágenes de materiales a nanoescala
En los últimos años, han surgido técnicas microscópicas muy diversas capaces de medir las propiedades esenciales de las películas dieléctricas finas a nanoescala. Por medio de la microscopía de fuerza electrostática (EFM), la microscopía de capacitancia de barrido (SCM) y la microscopía por microondas de barrido (SMM), es posible sondear la constante dieléctrica de las películas de óxidos y polímeros, así como de las biomembranas. El nuevo microscopio por microondas para barrido volumétrico (VSMM) puede medir la permitividad, la conductividad y la resistividad con una resolución a nanoescala. El VSMM, desarrollado en el marco del proyecto V-SMMART NANO (Volumetric scanning microwave microscopy analytical and research tool for nanotechnology), financiado por la Unión Europea, puede sondear in situ la estructura en 3D subsuperficial de los materiales. El consorcio que desarrolló el VSMM estaba compuesto por tres pymes, una empresa de investigación y desarrollo tecnológico, y tres centros de investigación. Los socios del proyecto V-SMMART NANO pusieron en común sus excepcionales competencias para hacer realidad este innovador instrumento y comercializarlo. Durante mucho tiempo, la imposibilidad de delinear la distribución espacial de las propiedades electromagnéticas había sido un obstáculo importante para la correcta caracterización de los materiales en diversos campos. Con el nuevo microscopio, se espera conseguir imágenes en 3D inéditas de las propiedades locales de sistemas reales, como la absorción de fármacos en forma de nanopartículas en las células de los seres vivos y los mecanismos de captación de las células fotovoltaicas. También se han desarrollado métodos avanzados de calibración y trazabilidad con el fin de garantizar que las mediciones del VSMM sean relevantes desde el punto de vista cuantitativo y ofrezcan una precisión óptima. El instrumento utiliza la tecnología de cantilever de microscopía de sonda de barrido (SPM), por lo que es compatible con otras herramientas que emplean esta misma tecnología. Estas características distintivas permiten la caracterización de materiales multifísicos a nanoescala. La introducción del VSMM situará a la Unión Europea en una posición de liderazgo en cuanto a la producción de herramientas de última generación para la adquisición de imágenes en 3D de alta resolución de materiales a nanoescala. La tecnología del proyecto V-SMMART NANO para el sondeo de la distribución espacial de las propiedades electromagnéticas de los materiales es única no solo entre los instrumentos comerciales, sino también entre los que se emplean actualmente en los laboratorios. La capacidad del VSMM de investigar las propiedades electromagnéticas de las estructuras subsuperficiales y de los materiales impulsará importantes avances en campos que comprenden desde el sector biosanitario hasta la energía fotovoltaica. Del mismo modo, favorecerá un entendimiento elemental y el descubrimiento de materiales, dos factores que pueden sentar las bases de la nueva generación de nanomateriales. Puede ver aquí un vídeo sobre el proyecto.
Palabras clave
Nanoescala, adquisición de imágenes, microscopía, dieléctrico, microscopio por microondas para barrido volumétrico, V-SMMART NANO
