Microscópio de Força Atômica distingue átomos de diferentes elementos

David Shiga - NewScientist - 05/03/2007

Microscópio que enxerga átomos

A identidade química de átomos individuais depositados sobre uma superfície agora pode ser determinada, graças a um novo microscópio de força atômica incrivelmente poderoso.

Isto significa que os cientistas agora podem olhar para um material misto e capturar átomos individuais de diferentes elementos sobre sua superfície, como o estanho e o silício.

O avanço irá permitir aos pesquisadores entender a estruturação de materiais complexos e ajudá-los a projetar novos materiais com propriedades inusitadas.

Microscópios de força atômica

Microscópios de força atômica já são rotineiramente utilizados para visualizar átomos sobre superfícies e revelar como eles se organizam. Mas, até agora, eles não eram capazes de distinguir entre átomos de diferentes elementos químicos.

Agora, a equipe do Dr. Yoshiaki Sugimoto, da Universidade de Osaka, Japão, descobriu uma forma de utilizar o microscópio de força atômica para produzir imagens que revelam a identidade química de átomos individuais sobre uma superfície.

Impressão digital atômica

Os átomos individuais de uma superfície atraem ou repelem a finíssima ponta em forma de pirâmide do microscópio de força atômica à medida em que ela se move acima deles, revelando sua presença. A intensidade dessa força depende da distância entre a ponta e o átomo.

A relação entre força e distância é ligeiramente diferente para átomos de diferentes elementos, representando uma espécie de impressão digital para cada tipo de átomo. Os pesquisadores se aproveitaram desse fenômeno para distinguir entre átomos de chumbo, estanho e silício.

Outros grupos de pesquisadores já foram capazes de tal façanha utilizando amostras resfriadas a temperaturas extremamente baixas. Compensando cuidadosamente a agitação que ocorre na amostra a temperaturas mais altas, o grupo de Sugimoto foi capaz de fazer o mesmo em temperatura ambiente, evitando a necessidade dos enormes equipamentos de criogenia.

Ferramenta universal

Alexander Shluger, da Universidade College London, Inglaterra, que não é membro da equipe de Sugimoto, afirma que a capacidade para distinguir átomos de diferentes elementos sobre uma superfície poderá ser útil para pesquisadores da nanotecnologia que estão tentando projetar dispositivos em nível molecular.

"Se você quiser usar isto como uma ferramenta para fabricação e uma ferramenta para a nanotecnologia, operar a temperatura ambiente é muito mais conveniente, porque você não necessita de todos aqueles equipamentos criogênicos," disse ele à revista New Scientist.

Microscópios de tunelamento são capazes de fazer tais distinções, mas eles somente funcionam com materiais condutores ou semicondutores, uma limitação que os microscópios de força atômica não possuem. "Essa realização fornece uma ferramenta universal para esse tipo de identificação química," conclui ele.