O Microscópio de Força Atômica (AFM), que usa uma sonda de ponta fina para escanear superfícies em escala atômica, em breve será ampliado com um sensor químico. Isso envolve o uso de um cantilever AFM oco, através do qual um líquido - neste caso o mercúrio - passa sob pressão. A gota de mercúrio na ponta atua como um sensor. Esta caneta-tinteiro microscópica foi desenvolvida por pesquisadores do Instituto de Nanotecnologia MESA + da Universidade de Twente.

O cantilever de um AFM tem uma ponta fina que pode ser usada para mapear superfícies em nanoescala. Os movimentos da ponta são monitorados por meio de luz laser refletida no cantilever. Se você pudesse fabricar um cantilever oco e passar um líquido por ele, como acontece em uma caneta-tinteiro, então você poderia matar dois coelhos com uma cajadada só. Além de mapear superfícies, você também pode usá-lo para fazer medições altamente localizadas da concentração de produtos químicos específicos. Este conceito foi ideia do Dr. Peter Schön, um pesquisador que lidera a Orientação Estratégica de Pesquisa "Tecnologias Habilitadoras" no MESA +

O líquido selecionado foi o mercúrio, pois possui as propriedades ideais para este fim, como uma superfície extremamente limpa. Os pesquisadores criaram um cantilever com um tubo microscópico passando por ele. O revestimento do tubo tem propriedades mecânicas especiais, para conter o mercúrio à medida que é bombeado sob alta pressão (6 bar). Usando este sistema, provou ser possível criar uma gota perfeita na ponta. A própria gota é o sensor, além disso, pode ser facilmente substituído no local por um novo sensor - a próxima gota. Também é importante que a corrente elétrica seja conduzida apenas através do mercúrio no tubo microscópico e não através de partes do cantilever, de modo a não afetar o resultado da medição. Este objetivo, também, foi alcançado com sucesso.

Um sensor de sensibilidade tão requintada pode ser usado para medir as concentrações de produtos químicos específicos em biomoléculas e biomembranas, por exemplo. Também pode ser usado em combinação com AFM, para fazer medições altamente localizadas de corrosão enquanto, ao mesmo tempo, coleta outras informações sobre a superfície em questão. Isso resulta em uma combinação particularmente poderosa de métodos de medição.

Detalhes do mecanismo de ação da caneta-tinteiro foram publicados recentemente em Química Analítica . Os pesquisadores agora estão se concentrando em maneiras de combinar essa técnica com uma ponta de AFM. Eles também estão desenvolvendo uma técnica para liberar com eficiência a gota de mercúrio usada para dar lugar a um sensor "limpo".