Erresoluzio handiko mikroskopioak

Euli arrunt bat. Mikroskopio optikoaren lentea baliatuta, gelaxka-sare bihurtzen da begia.

Mikroskopioek ate bat zabaltzen diote txikiaren unibertsoari. Mundu horretan, urrats erraldoi bat egin dute mikroskopio elektronikoei esker. Mikroskopioen belaunaldi berrian, elektroi-sorta batek argia ordezkatzen du, eta aukera ematen du egitura txikienera iristeko.

ANDREY CHUVILIN; CIC nanoGUNE: Arazo nagusia argiaren uhin-luzerarekin erlazionatuta dago. Argiaren uhin-luzera, gutxi gorabehera, mikra-erdikoa da, hori da lor dezakegun bereizmen handiena argi-uhinarekin.

Gaur egungo mikroskopio optiko onenek 200 nanometro inguruko bereizmena dute, baina ordenagailu honen barruan begiratuko bagenu, ikusiko genuke ordenagailuaren osagaietako batzuk 100 nanometrotik beherakoak direla.

Teknologiaren garapenak aukera eman digu bereizmen handiagoz ikusteko gauzen barruan, oso eskala txikian. Zorionez, horrekin batera ikusi zen elektroiak uhin modukoak zirela. Beraz, elektroien uhin-izaera aztertzen hasi ziren. [Horrela iritsi ziren mikroskopio elektronikoak.

Lagin bera erabiliz ekorketazko mikroskopio elektronikoan, euliaren begietako gelaxka bakoitzean sar daiteke. Bereizmena 1'5 nanometrokorainokoa da.

Horretarako, ESEM Quanta mikroskopioa erabiltzen da, Donostiako CIC nanoGuneko laborategian dauden 3 mikroskopioetatik sinpleena.

Itxurari dagokionez, ez du mikroskopio optikoen antz handirik. Ganbera korazatu txiki bat dirudi. Barruan, elektroiak jaurtitzen dituen kanoia eta elektroi horiek igortzen dituzten seinaleak jasotzen dituzten sentsoreak ikus daitezke.

Kondizio normaletan, elektroi baten ibilbidea oso laburra da, zentimetro gutxi batzuetakoa sakabanatu edo galdu aurretik. Ganbera ixtean, hutsa egin behar da, alegia, haizea atera Hutsean, elektroien ibilbidea luzatu egiten da.

Elektroiak jaurti ondoren, talka egiten dute laginaren gainean, eta hiru seinale bidaltzen dituzte.

ANDREY CHUVILIN; CIC nanoGUNE: Hau izango litzateke argi-iturria mikroskopio normal batean; kasu honetan, elektroiak sortzen dira hemen, harizpi batetik, eta zutabean dauden lenteak fokalizatzen dituzte... Lenteak berez, eremu elektromagnetioak dira. Elektroi sorta hemendik barrena doa, hemengo lente hauek zeharkatzen ditu, eta laginera bideratzen da. Mikroskopio honen printzipioa ekorketa da. Hauxe egiten du: laginera bideratzen du elektroi-sorta, eta horrek zenbait seinale sortzen ditu; batik bat, elektroi sekundarioak, X izpiak, errebotatzen duten elektroiak, eta beste zenbait seinale, eta horiek guztiak detekta ditzakegu. Gero, guk seinale horiek guztiak abiapuntu hartuta, irudia osatzen dugu.

Funtzionamendua ekorketazko mikroskopio elektroniko baten antzekoa da. Baina ESEM Quantak badu berezitasun bat: beste mikroskopio elektronikoek ez bezala, gai da lagin hezeak aztertzeko, hau da, ura, isurkiak, pinturak...

Hau Titan da, TEM/STEM mikroskopioa, gaur egun merkatuan dagoen mikroskopio aurreratuena. Atomoak ikusteko adinako bereizmena du. Erresoluzioa 0,08 nanometrokorainokoa da.

ELIZAVETA NIKULINA; CIC nanoGUNE: Gure zentroak NANOGUNE du izena. Horrek esan nahi du eskala nanometrikoan aztertzen ditugula prozesuak eta egiturak. Batik bat horretarako erabiltzen dugu makina hau: nanoegiturak aztertzeko

Mikroskopio hau dagoen gela bera ere oso berezia da. Egokitua dago bibrazioek, interferentzia elektromagnetikoek, soinuek edo zikinkeria txikienak ez dezaten eragozpenik sortu lana egiteko unean. Sentsore-sistema batek kontrolatzen ditu zehaztasun horiek.

ELIZAVETA NIKULINA; CIC nanoGUNE: Gela hau berezia da. Berezko hozte-sistema bat du, hemengo hozte-panel metaliko hauek. Aireztapen-sistema ere berezkoa du. Tenperatura egonkorra izateko, bibrazioa txikiagotzeko eta eremu magnetikoa ere txikiagotzeko da hori guztia. Horrez gainera, eremu magnetikoa eta tenperatura erregistratzeko sistema bat daukagu hemen. Zergatik? Bada atomoekin lan egiten dugulako, eta oso txikiak dira.

Aulkia ere egurrezkoa dugu; metalarekin, bestela... Gela honetako tresna guztiak oso sentikorrak dira eremu magnetikoekiko. Sakelako telefonoak ere sentitzen dituzte.

Lehen begiradan, TITANen tamainak txunditu egiten du. Lego baten antzera eraiki dute, piezak elkartuz; hala, beharren arabera piezak ordezkatuz edo trukatuz konfigura daiteke.

Oinarritik puntaraino hiru metro baino gehiago ditu. Energia asko behar delako da hori. Bereizmen handia emateko, elektroiek energia handia behar dute, eta, energia hori eskuratzeko, abiadura handia lortu behar dute. Horretarako, kanoi luzea behar da.

Laginak ikusteko, elektroi-sortak ez du talka egiten laginarekin, hura zeharkatu baizik. Mikroskopioak, nolabait esateko, laginaren itzala erakusten du. Horretarako, oso garrantzitsua da lagina ahalik eta meheena izatea, 100 nanometrokoa, gutxi gorabehera.

Laginak leuntzeko, HELIOS mikroskopioa erabiltzen dute.

HELIOS mikroskopio hutsa baino askoz gehiago da. Laginak ikusteaz gain, nanoegiturak eraikitzeko gai ere bada. Horretarako, elektroi-sortaz gain, ioi-sorta ere erabiltzen du lanerako.

CHRISTOPHER TOLLAN; CIC nanoGUNE: Tresna hau nanoegiturak egiteko erabiltzen dugu batik bat. Irudiekin batera, objektuak egin ere egin ditzakegu. Zuloak egin ditzakegu, esaterako, edo dorreak eraiki. Horrelako gauzak. Nanoegiturak egiteko ioi-sorta bat erabiltzen dugu. Atomo pisuagoak erabiltzen ditu eta egokia da gainazalak zulatzeko eta horrelakoetarako. Gasak ere erabil daitezke —gasak oso erreaktiboak dira—, eta, ioi- eta elektroi-sorten azpian, materiala pilatu dezakegu, eta egiturak sortu.

Hiru mikroskopio hauekin zenbait proiektu gauzatzen ari dira gaur egun, hala nola birusak erabiltzea txantiloi moduan nanoegiturak sortzeko, hau da botiken edukitzaile gisa erabiltzeko; nanoantenak eraikitzeko; edo zelulen barnea ikusteko.