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El objeto más afilado elaborado jamás es una aguja de tungsteno que se estrecha hasta alcanzar el grosor de un solo átomo.



Una imagen de una aguja de tungsteno muy afilada tomada por un microscopio de iones en campo (FIM). Las pequeñas formas redondeadas son átomos individuales. Las formas más alargadas y de color más claro son rastros capturados a medida que los átomos se movían durante el proceso de visualizado (aproximadamente 1 segundo).

Reportado por: Rezeq et al., Journal of Chemical Physics, 28 Mayo de 2006

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El objeto más afilado elaborado por el hombre

La aguja, fabricada por Moh'd Rezeq, miembro post-doctorado del grupo de trabajo que Robert Wolkow dirige en la Universidad de Alberta y en el Instituto Nacional de Nanotecnología, comienza siendo muy roma. Sin embargo, al ser expuesta a una atmósfera de nitrógeno puro, se inicia un rápido proceso de adelgazamiento. Para empezar, el tungsteno es químicamente muy reactivo y el nitrógeno deja muy áspera su superficie. Pero en la punta, donde el campo eléctrico creado mediante la aplicación de un voltaje al tungsteno se encuentra en su máximo, las moléculas de N₂ salen despedidas. Este proceso alcanza una condición de equilibrio en la que la punta se hace muy afilada.

Más aún, que el N₂ esté presente cerca de la punta ayuda a estabilizar el tungsteno contra una posterior degradación química. En realidad, la aguja de tungsteno es estable a temperaturas de hasta 900 grados Celsius, incluso 24 horas después de verse expuesta al aire.

Las agujas investigadas, empleadas en microscopía de efecto túnel (STM), aún cuando podrían producir imágenes a resolución atómica de los átomos de la capa exterior de cualquier material sólido, no son en si mismas atómicamente delgadas. En lugar de eso, su radio de curvatura en el otro extremo es normalmente de 10 nanómetros o más.

Wolkow (rwolkow@ualberta.ca) opina que aunque se podrían conseguir agujas más delgadas, que serían útiles para la construcción de matrices de STM, (se podrían compactar más puntas en un área más pequeña; y una matriz más ancha podría permitir incluso filmar películas del movimiento de los átomos) la resolución espacial no mejoraría gracias a ello. El verdadero beneficio de estas afiladísimas agujas de tungsteno, según cree él, será como extraordinarios emisores de electrones. Siendo tan finos, podrían emitir haces de electrones más brillantes, estrechos y estables.

Para ver una película en la que se muestra el proceso completo de evaporación hasta alcanzar una punta de un solo átomo, visite la web del Laboratorio de Wolkow.

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Fuente noticia: American Institute of Physics

Traducido por Miguel Artime para