Questo microscopio riesce a vedere fin dentro gli atomi

I nostri dispositivi elettronici diventano ogni giorno più piccoli, e così i materiali che usiamo per fabbricarli. Questo significa che è necessario vederli sempre più da vicino. Molto vicino. Un nuovo microscopio elettronico ha svelato, allo SuperSTEM facility, immagini di oggetti a una risoluzione inedita, riuscendo a raggiungere il livello degli atomi.

SuperSTEM ha tre microscopi elettronici che possono essere usati dagli scienziati britannici. L'ultimo è stato presentato il mese scorso: un Nion Hermes Scanning Transmission Electron Microscope da 3.7 milioni di sterline, uno dei tre esemplari al mondo. Può catturare immagini un milione di volte più piccole di un capello umano.

"Essenzialmente riusciamo a guardare dentro i materiali o alla maggior parte delle cose che mettiamo sotto il microscopio fino alla scala atomica," ha detto Quentin Ramasse, direttore scientifico del laboratorio SuperSTEM. "In questo modo possiamo vedere i singoli atomi."

I microscopi atomici usano un raggio di elettroni piuttosto che di fotoni, come avviene nei normali microscopi. Avendo una lunghezza d'onda inferiore rispetto ai fotoni, gli elettroni permettono un ingrandimento maggiore e una migliore risoluzione.

Perché dovresti voler vedere qualcosa così dettagliatamente? La risposta più ovvia, ha detto Ramasse, è che cerchiamo sempre di miniaturizzare i dispositivi, il che significa che dobbiamo miniaturizzare anche parti come i transistor e i semiconduttori—"e questo vuol dire che c'è bisogno di disegnare materiali o componenti di materiali piccolissimi."

Si arriva al punto in cui modificare un materiale anche di un atomo o due potrebbe cambiare le sue proprietà. Basta pensare al grafene, per esempio, che è un foglio bidimensionale di atomi di carbonio. Aggiungi un atomo qua e là e hai cambiato il materiale e modificato potenzialmente le sue proprietà. Riuscire a vederne l'esatta struttura è importantissimo.

Un progetto SuperSTEM è stato coinvolto nello studio di un altro materiale in 2D, il solfuro di molibdeno, che può essere usato come catalizzatore industriale, per esempio per rimuovere il solfuro dai combustibili fossili. L'azienda chimica danese Haldor Topsoe ha usato il microscopio elettronico per capire come il riordino dei suoi atomi possa influire sulle proprietà catalitiche. In poche parole, la questione riguarda la possibilità di vedere cosa c'è davvero a livello atomico.

Altre applicazioni potrebbero includere la nanomedicina—Ramasse ha fatto un esempio sulla necessità di controllare che le molecole dei farmaci siano sufficientemente attaccate alle nanoparticelle che le trasportano, per "essere sicuri che il legame sia solido e che il farmaco non sparisca all'interno del corpo."

E se le applicazioni più ovvie riguardano la chimica, dice che i microscopi elettronici sono utilizzati anche per "altre cose un po' più in là," tipo per guardare la struttura cristallina della polvere dei meteoriti. Un avvicinarsi per andare lontani.