Las superficies se separan por fuera y por dentro, controlan las reacciones químicas y regulan el intercambio de luz, calor y humedad. Por lo tanto, desempeñan un papel especial en la naturaleza y la tecnología. En la revista Nature Nanotechnology, el físico de Friburgo, Prof. Dr. Alexander Rohrbachy su antiguo candidato a doctorado, el Dr. Lars Friedrich, han presentado un método de escaneo de superficie ultra suave basado en una trampa óptica y fuerzas ópticas. Métodos de microscopía como estos permiten medir estructuras particularmente sensibles y minúsculas sin destruirlas.
El aparato de medición se basa en el llamado microscopio de fuerza fotónica PFM y tiene el propósito de generar perfiles de altura de superficies blandas como biopelículas o membranas celulares. Sondea una muestra hasta 5000 veces más suavemente y con mayor sensibilidad que la atómica.microscopio de fuerza AFM, que está bien establecido en nanotecnología. Un AFM utiliza un pequeño brazo de resorte, una aguja con una punta ultradelgada, para escanear una superficie. El microscopio mide la velocidad a la que la punta se mueve y utilizaesta información para crear un perfil de superficie bidimensional. En un PFM, el brazo de resorte se reemplaza por una pequeña esfera de plástico que se encuentra en el centro de una llamada trampa óptica y corre a lo largo de la superficie.haz láser altamente enfocado y puede usarse para sostener o mover objetos minúsculos.
La esfera tiene menos de 200 nanómetros de diámetro, lo que la hace 500 veces más delgada que un cabello humano. El PFM también mide los cambios en la altura de la superficie, que desplazan la esfera de su curso, creando un perfil de altura punto por punto de esta manera.Aunque una PFM no es capaz de obtener imágenes de estructuras tan finas como una AFM, ejerce menos presión sobre la superficie, por ejemplo, la de una célula, y por lo tanto no la deforma ". La idea básica de esta técnica es en realidad hace casi 20 años.", explica Alexander Rohrbach," pero tuvimos que resolver muchos problemas conceptuales antes de poder presentar un sistema de medición práctico y confiable ".
Rohrbach y Friedrich hicieron uso de mecanismos que los ingenieros de medición suelen tratar de evitar: luz dispersa y ruido térmico. La pequeña esfera de plástico, la sonda, parece moverse de manera caótica dentro de la trampa de luz debido al llamado ruido térmicoLa trampa óptica mueve la sonda a lo largo de la superficie estructurada, donde la sonda se desplaza dependiendo de la altura de la estructura. Este desplazamiento es detectado por el rayo láser dispersado en la sonda. De esta manera, la posición tridimensional de la sondase mide un millón de veces por segundo. "Lo más notable es que la sonda vibrante se deja sola repetidamente brevemente para que el rayo láser pueda dar un paso adelante durante un milisegundo", explica Rohrbach. "Una vez allí, la sonda registra la dispersiónla luz de la superficie y la resta. Pero antes de que la sonda pueda escapar, el rayo láser la ha atrapado nuevamente ".
Entre otras cosas, los investigadores de Friburgo han usado su técnica para escanear bacterias, que tienen pequeñas protuberancias en su superficie. Estos llamados pili probablemente juegan un papel en la comunicación entre bacterias. Reaccionan a la cantidad más suave de presión, yesto hace que la nueva tecnología sea especialmente adecuada para estudiarlas. "En los próximos años, queremos escanear otras superficies diferentes adoptando y adaptando varios principios de medición de la tecnología AFM", dice Rohrbach.
Alexander Rohrbach realiza investigaciones en el Departamento de Ingeniería de Microsistemas IMTEK y es miembro asociado del Centro de Estudios de Señalización Biológica Cluster of Excellence BIOSS de la Universidad de Friburgo.
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Materiales proporcionado por Albert-Ludwigs-Universität Freiburg . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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