p Um novo tipo de microscópio de força atômica (AFM) usa nanofios como sensores minúsculos. Ao contrário do AFM padrão, o dispositivo com um sensor de nanofio permite medições do tamanho e da direção das forças. Físicos da Universidade de Basel e do EPF Lausanne descreveram esses resultados na recente edição da Nature Nanotechnology . p Os nanofios são cristais filamentosos extremamente minúsculos que são construídos molécula por molécula a partir de vários materiais e que agora estão sendo estudados ativamente por cientistas em todo o mundo por causa de suas propriedades excepcionais.

p Os fios normalmente têm um diâmetro de 100 nanômetros e, portanto, possuem apenas cerca de um milésimo da espessura do cabelo. Por causa desta pequena dimensão, eles têm uma superfície muito grande em comparação com seu volume. Este fato, sua pequena massa e estrutura cristalina impecável os tornam muito atraentes em uma variedade de aplicações de detecção em escala nanométrica, inclusive como sensores de amostras biológicas e químicas, e como sensores de pressão ou carga.

p Medição de direção e tamanho

p A equipe do Argovia Professor Martino Poggio do Swiss Nanoscience Institute (SNI) e do Departamento de Física da Universidade de Basel agora demonstrou que os nanofios também podem ser usados ​​como sensores de força em microscópios de força atômica. Com base em suas propriedades mecânicas especiais, nanofios vibram ao longo de dois eixos perpendiculares quase na mesma frequência. Quando eles são integrados a um AFM, os pesquisadores podem medir mudanças nas vibrações perpendiculares causadas por diferentes forças. Essencialmente, eles usam os nanofios como pequenas bússolas mecânicas que indicam a direção e o tamanho das forças circundantes.

p Imagem do campo de força bidimensional

p Os cientistas de Basel descrevem como criaram imagens de uma superfície de amostra padronizada usando um sensor de nanofio. Junto com colegas da EPF Lausanne, quem cresceu os nanofios, eles mapearam o campo de força bidimensional acima da superfície da amostra usando sua "bússola" de nanofios. Como prova de princípio, eles também mapearam campos de força de teste produzidos por eletrodos minúsculos.

p O aspecto técnico mais desafiador dos experimentos foi a realização de um aparelho que pudesse escanear simultaneamente um nanofio acima de uma superfície e monitorar sua vibração ao longo de duas direções perpendiculares. Com seu estudo, os cientistas demonstraram um novo tipo de AFM que poderia estender ainda mais as inúmeras aplicações da técnica.

p AFM - hoje amplamente utilizado

p O desenvolvimento do AFM há 30 anos foi homenageado com a entrega do Prêmio Kavli no início de setembro deste ano. O Professor Christoph Gerber do SNI e Departamento de Física da Universidade de Basel é um dos premiados, que contribuiu substancialmente para o amplo uso de AFM em diferentes campos, incluindo física de estado sólido, Ciência de materiais, biologia, e remédios.

p Os vários tipos diferentes de AFM são mais frequentemente realizados usando cantiléveres feitos de Si cristalino como sensor mecânico. "Mudar para sensores de nanofios muito menores agora pode permitir ainda mais melhorias em uma técnica já incrivelmente bem-sucedida", Martino Poggio comenta sua abordagem.