Microscopio de iones en campo

MICROSCOPIO DE IONES EN CAMPO

INTRODUCCIÓN:

Hace exactamente cien años el físico alemán Henry F. W. Siedentopf y el químico austríaco Richard Zsigmondy desarrollaron, por encargo de la firma Carl Zeiss de Jena, el llamado ultramicroscopio. El portento permitía una resolución de una micra, una millonésima de metro, una capacidad muy por encima de los microscopios de luz convencionales. Másallá de la proeza, el ultramicroscopio fue un hito porque marcó la frontera insuperable para los microscopios de luz. Forzó la imaginación creativa de los científicos para lograr escrutar mundos aun más microscópicos.

A simple vista no alcanzamos a ver objetos menores de un milímetro.  La mayor parte de su historia, la Humanidad fue miope por debajo de estos tamaños. Se pensaba que insectoscomo las pulgas eran los seres vivos más pequeños posibles. Gracias al microscopio -de la composición de las palabras griegas "micros" (pequeño) y “skopein” (ver)- a finales del siglo XVI tuvimos acceso a un universo invisible. El primer microscopio compuesto fue creado en 1590 por los fabricantes de gafas holandeses Hans y Zacharias Jansen. El instrumento superaba a las lupas al permitir ampliaruna imagen unas decenas de veces. Las versiones iniciales ofrecían una imagen tosca y borrosa. Antony van Leeuwenhoek fue un pañero holandés del siglo XVII que los historiadores de la ciencia asocian a la revolución que supuso el microscopio. Acostumbrado a escrutar con lupas la calidad de las telas, como artesano estaba dotado de un talento especial para el pulido de lentes. Fabricó unmicroscopio de una sola lente; pero, tan bien pulida, que superaba en aumentos a los microscopios compuestos del momento. Leeuwenhoek observó cientos de  nuevos microorganismos que denominó de forma genérica "animálculos", un nuevo mundo habitado por seres nunca imaginados del que dejó innumerables testimonios a la comunidad científica. Leeuwenhoek fue uno más del ejército de curiosos, compuesto tanto porinvestigadores de renombre como ciudadanos sin formación científica alguna, que se lanzaron al escrutinio del nuevo mundo.

El microscopio óptico en los sucesivos siglos supuso un avance incalculable para la ciencia y la técnica en general, y para la biología y la medicina en particular. Sin embargo, la resolución máxima que puede alcanzar un microscopio óptico depende de la longitud de onda laluz visible que está limitada por naturaleza. El ultramicroscopio alcanzó ese límite. Hubo que esperar a la revolución cuántica de principios del siglo XX para que se franqueara esa frontera.  Gracias a la mecánica cuántica aprendimos que los electrones se pueden comportar como la luz: los chorros de electrones se pueden concentrar y desviar mediante lentes magnéticas. Y tienen una ventajasustancial: su longitud de onda es menor que la de la luz. En 1931 los físicos alemanes Ernst Ruska y Max Knoll construyeron el primer microscopio electrónico que en vez de luz utilizaba electrones. Los primeros prototipos ofrecían peores resultados que los microscopios ópticos. Pero tan solo seis años después el físico canadiense James Hillier alcanzaba los 7.000 aumentos, frente a los 2.000 de losópticos. Los microscopios electrónicos supusieron un chapuzón más profundo en el mundo de lo infinitesimal: la humanidad vislumbraba las propias moléculas. De nuevo los microscopios encabezaban una revolución del conocimiento: traspasar la frontera supuso toda la microelectrónica y las telecomunicaciones que sustentan nuestra sociedad tecnológica actual. En 1950 el ingeniero alemán E.W. Müllerdesarrolló el microscopio de emisión electrónica de campo y cinco años después lograba la primera imagen de un átomo individual. En 1970 se había aumentado de tal manera la capacidad de los microscopios que se conseguía por primera vez ver el mismísimo núcleo atómico, el corazón de la materia.

Los nuevos microscopios, capitaneados por el microscopio de efecto túnel y el de fuerza atómica, están...