Introducción a la microscopía

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Introducción a la microscopía 
 
1 Introducción a la miscroscopía 
Pablo A. González 
 
Lo más difícil de ir a la Luna es pagar el gas. Bajás del módulo lunar, sentís la 
gravedad de ⅙ parte de la magnitud de la terrestre, te acomodás adentro del 
traje y te das cuenta que la factura quedó mitad abajo del felpudo de la puerta 
de tu casa, en la Tierra, y que necesitás abrirla y mirar la fecha de vencimiento, 
pero desde ahí. 
 
Figura 1.Primeros microscopios 
Pensar en estos términos puede resultar tan absurdo que es gracioso, pero saber 
que nos parece increíble es entender el desafío real de la nanotecnología. 
Observar la materia a escala atómica implica alcanzar la misma amplificación 
que requeriría leer esa factura desde la Luna, y manipularla es enhebrar agujas 
con guantes de box, a menos que reimagines radicalmente las herramientas. 
El humano llegó hasta donde llegó en parte por ser curioso, y ser curioso implicó 
siempre abrir la caja de Pandora y tratar de mirar más allá de donde nuestros 
sentidos lo permiten. Explorar el espacio fue un paso enorme. Construir telescopios 
que nos permitieran acceso a estrellas lejanas y tiempos distantes cambió nuestra 
forma de ver el mundo. De la misma manera, mirar para adentro, para abajo, nos 
hizo avanzar en nuestro dominio del entorno y nuestro conocimiento de nosotros 
mismos. Hans y Zacarías Jensen empezaron una carrera por mirar cada vez más 
chico hacia finales del siglo XVI con la invención de los primeros microscopios 
compuestos, una enorme forma de pasar a la historia por el trabajo de padre e 
hijo. 
 
Figura 2.Flor observada con microscopía electrónica y coloreada digitalmente 
Estos primeros microscopios dependían de la luz que conocemos, la doblaban, y 
hacían que puntos invisibles empezaran a aparecer definidos, enormes, como 
nunca antes: visibles. 
Esa misma curiosidad nos empujó cada vez más, hasta que la luz no fue suficiente. 
Ya podíamos observar tejidos, células y hasta componentes subcelulares. 
Empezábamos a entender la intimidad de cómo se forman los materiales, pero, 
¿era suficiente? No, somos humanos, somos curiosos, nunca es suficiente. 
La longitud de onda de la luz que podemos ver (entre 400 y 700 nm, 
aproximadamente) es enorme para objetos muy pequeños, o sea, objetos de un 
tamaño comparable al de esa luz, así que en algún momento tuvimos que 
empezar a usar otras formas de iluminar y amplificar lo invisible, así es que iluminar 
usando electrones supuso alcanzar la próxima frontera, de la mano de E. Ruska y 
M. Knoll, a principios de los años 30. Contar con el dominio de esta nueva forma 
de iluminar lo invisible supuso llegar a ver estructuras 100 veces más pequeñas que 
las antes observables. Existen dos tipos de microscopio electrónico, los de 
Transmisión y los de Barrido, y combinar ambos nos llevó a poder entender las 
estructuras más pequeñas que componen los seres vivos, ver cápsides virales y 
entender microelectrónica, con las profundas implicancias tecnológicas que todo 
esto significó. Pero todavía no estábamos al nivel de resolución necesario para 
entender cómo se arma lo nano, y para eso necesitábamos ir más abajo, y para 
ver esto necesitamos Microscopios de Campo Cercano. 
Los microscopios de Campo Cercano se parecen más al tacto que a la vista. Un 
verdadero leer Braille sobre muestras increíblemente pequeñas, una interacción 
íntima entre las nubes electrónicas de los átomos que componen la punta de una 
púa parecida a la de un tocadiscos que se va desplazando por encima del 
material a observar y las nubes electrónicas de este material. Esta interacción 
puede ser de dos formas distintas, una puede ser eléctrica, para los Microscopios 
de Efecto Túnel, que son un enorme avance en la historia de la microscopía y 
utilizan efectos cuánticos que se desarrollan en la interacción entre la punta de la 
sonda y el material a observar, pero que tienen la limitación de requerir que el 
material observado sea eléctricamente conductor. La otra forma de Microscopio 
de Campo Cercano es el Microscopio de Fuerza Atómica (MFA), inventado en 
1989 por G. Binning, que soluciona este problema ya que no mide paso de 
corriente sino que posee una estrategia diferente. 
 
Figura 3: Diferentes tipos de microscopía de sonda de barrido 
Recordemos esa púa de tocadiscos, en un MFA, unido a esta púa existe un espejo 
increíblemente pequeño, y un láser que le apunta a ese espejo. A medida que la 
púa se desplaza por encima de la muestra, el ángulo del espejo se va 
modificando, y el láser rebota en diferentes direcciones, con diferentes ángulos. 
Toda esta información es reconstruida después gracias al uso de algoritmos 
complejos y computadoras. Otra vez la interdisciplina y el trabajo conjunto 
necesarios para acceder al mundo nano.