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jueves, 15 de julio de 2010

Desarrollan microscopio óptico capaz de ver moléculas en acción

El genio detrás del logro, el ministro de energía de Obama, Steven CHu.
Foto: TheGuardian.co.uk.

Una nueva técnica de microscopia óptica, capaz de distinguir detalles de media milmillonésima de metro (medio nanómetro) y eficaz para observar moléculas biológicas en acción y medir la distancia entre ellas, ha sido desarrollada por tres científicos en EEUU.

Para hacerse una idea de la resolución obtenida basta tener en cuenta que un cabello mide unos 100 nanómetros de diámetro, por lo que la resolución obtenida supone un hito en microscopia óptica, y llega de la mano de un científico poco común, Steven Chu, de 62 años, no sólo por su Premio Nobel de Física (1997), sino porque, desde hace año y medio, es el ministro de Energía de Estados Unidos.

De acuerdo, el microscopio no luce para nada "glamoroso", pero así luce la
ciencia real. Su potencia es formidable. Foto: Chu.berkeley.edu

No es el primer artículo científico que el máximo responsable del Departamento de Energía (DOE) publica en Nature desde que asumió el cargo; ya lo hizo el pasado febrero, en colaboración con otros dos investigadores. Por si hay alguna duda acerca de la dirección de esta investigación por parte de Chu, es él el contacto definido por la revista como responsable del trabajo, y el correo electrónico de referencia es de el ministro (the secretary), en la sede central del DOE.

Existen técnicas como la de microscopia electrónica y la de efecto túnel, por ejemplo, para ver objetos minúsculos, incluso átomos individuales, pero tienen la pega, para muchas aplicaciones, de que hay que someter la muestra a condiciones especiales como ultraalto vacío o congelación.

En el caso de muestras biológicas, esto significa que no están en su ambiente, en sus condiciones naturales cuando uno las observa. La ventaja de la microscopia óptica es que no se necesitan esas condiciones especiales y se pueden observar los detalles de las muestras en su ambiente; la desventaja es que se tiene menos resolución. Y ahí es donde apunta, con gran éxito, el trabajo de Chu (Universidad de Stanford) y sus colegas.

Diagrama: Chu.berkeley.edu

Cuando uno mira con un microscopio óptico cosas minúsculas tiene que contar con un límite físico: las cosas no pueden ser mucho más pequeñas que la longitud de onda de la luz, porque entonces no se pueden, no se tiene resolución. Este límite llamado de difracción está en torno a 200 nanómetros y partir de ahí hay que recurrir a técnicas especiales, como marcar lo que uno quiere ver con moléculas fluorescentes.

Chu y sus colegas se saltan con mucho ese límite de difracción gracias a un complejo truco mecánico/óptico en su microscopio, con moléculas marcadoras fluorescentes y un sistema de retroalimentación para ajustar la imagen de la muestra en el detector. Ellos explican en Nature cómo logran medir distancias entre moléculas con una resolución de medio nanómetro, lo que significa, explica mejorar en un orden de magnitud la capacidad de la microscopia óptica hasta ahora.

Información de ElPaís.com. Resumen de Sophimanía

sábado, 29 de agosto de 2009

Científicos ven una estructura molecular por primera vez

¿El "ojo de dios"? Nuevo microscopio electrónico de IBM se adentra en los
misterios de lo infinitamente pequeño. Foto: IBM

A pesar de que las damos por hecho, la existencia de las nanopartículas (átomos, moléculas y demás) está inferida a partir de fórmulas y especulaciones matemáticas, no de observaciones directas, ya que estamos hablando del mundo de lo extremadamente pequeño.

A lo mucho se podía observar sus consecuencias bajo determinados experimentos, pero difícilmente a ellas "directamente". Pero podría estar cambiando.

Arriba: modelo basado en la teoría. Abajo, foto de "la realidad". Cuando
la física teórica y la experimental se dan la mano. Imagen: IBM

Científicos del centro de IBM en Zúrich lograron ver -usando un Microscopio de Fuerzas Atómicas (AFM)- la estructura química del pentaceno, que consiste en cinco anillos de benceno enlazados formando una cadena aromática.

Este logro representa un hito en el ámbito de la nanotecnología y la electrónica molecular y un avance en el desarrollo y mejora de las prestaciones de los dispositivos electrónicos, informó El País.

La molécula cuyos átomos han sido observados fue el pentaceno (C22H14), que consiste en cinco anillos de benceno enlazados formando una cadena aromática y que es candidato a ser utilizada en nuevos semiconductores orgánicos, según la revista Science.

Los "nano mirones" que lograron el hallazgo: Leo Gross, Fabian Mohn,
Nikolaj Moll, Gerhard Meyer y Peter Liljeroth. Foto: IBM

Hace dos meses el mismo tipo de microscopio midió los estados de carga de los átomos para investigar cómo se transmite la carga a través de las moléculas o de redes moleculares.

Además de ver los átomos, los científicos han conseguido descubrir que la fuerza repulsiva que les ha permitido obtener el contraste suficiente para la imagen procede del efecto cuántico denominado principio de exclusión de Pauli.

Mira el informe (en inglés) hecho por la IBM. Video: IBM

El investigador Gerhard Meyer señaló que este logro se puede considerar similar a la capacidad de traspasar un tejido blando con rayos X para obtener una imagen nítida de los huesos.

Esto supone un avance significativo en el desarrollo de la electrónica molecular ya que para aumentar las prestaciones de las computadoras o teléfonos móviles y reducir su tamaño es preciso trabajar sobre estructuras atómicas.

Información de El País. Versión de Sophimanía.

¿Qué es Sophimanía?

Divulgación Científica:
Impulsamos el conocimiento de temas que por coyunturas políticas, pasan a 2do plano. Creemos que solo nuestro instinto por saber, conocer, explorar, cuestionar, construir, ha permitido que nuestra especie ocupe este espacio-tiempo, y por lo que quizás permanezca.

Pensamiento Crítico:
Ver el mundo con ojos nuevos. Rebelarse contra la información estandarizada. No dejarse doblegar por el sistema, la educación pasteurizada o el circuito estético consumista imperante. Ser libre, o lo más libre posible, empezando por tu mente y tu cerebro.

Un blog de Claudia Cisneros