El nanomundo en tus manos
3. Herramientas para construir el nanomundo
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Una variante, también basada en la capacidad de incidir localmente sobre un material, es la llamada Dip-pen Lithography (no existe traducción reconocida en castellano, pero sería algo así como litografía de escritura con mojado). En esta técnica la punta del AFM actúa como una pluma estilográfica, impregnándose de moléculas que posteriormente se depositan sobre una superficie. Esto permite crear estructuras moleculares a voluntad que pueden utilizarse para varios fines. Con todo ello, hoy en día puede decirse que una de las aplicaciones de la microscopía de AFM es la manipulación de superficies o de materiales. Puede modificarse el sustrato, introduciendo campos eléctricos para crear deformaciones locales que cambien sus propiedades o explorar otras muchas posibilidades abiertas a la imaginación del investigador.
FIGURA 3.8. Esquema de funcionamiento de la técnica llamada Dip-pen Litography: escribiendo con moléculas como si se utilizara una pluma estilográfica.
La funcionalización de la punta es una técnica que permite dotar a la misma de nuevas capacidades o funciones, de forma que pueda aplicarse para medir propiedades eléctricas, magnéticas o mecánicas de los materiales de manera relativamente sencilla. Consiste en recubrir la superficie de la punta con moléculas o capas delgadas. Por ejemplo, el uso de puntas (tanto en STM como en AFM) recubiertas con capas muy delgadas de materiales que presenten propiedades magnéticas permite determinar la fuerza magnética entre sonda y superficie y, por tanto, la obtención de imágenes en las que se pueden apreciar zonas pequeñas que tienen una magnetización diferente a otras. Estas zonas, conocidas como dominios magnéticos, son las que en los discos duros almacenan los bits.
También cabe destacar aquellas aplicaciones en las que se modifica la punta con algún grupo químico capaz de reconocer, por ejemplo, una molécula biológica, como una proteína o una hebra de ADN, y aprovechar así la capacidad de reconocimiento molecular del material biológico. Otros investigadores han unido nanotubos de carbono (Figura 4.5A) o pequeñas nanopartículas a las puntas de AFM para aumentar su dureza o disminuir su tamaño y mejorar así su resolución. La funcionalización de las puntas ha abierto un camino sencillo para manipular nanobjetos.
Por último conviene citar que se están realizando grandes esfuerzos para «paralelizar» estos sistemas mediante la inclusión de redes de palancas ordenadas que puedan funcionar todas simultáneamente. Conseguir que este tipo de sistemas funcionen de manera estable es fundamental para alcanzar la fabricación masiva, o el escalado, que requiere la industria. Aún queda mucho camino por recorrer y podemos afirmar que estamos en la prehistoria de la nanofabricación ascendente.