Es posible que lo hayas visto en CSI: La estrella examina el cabello de una escena del crimen y concluye que su color o textura se parece al pelo del acusado, o tal vez el de su perro. Caso cerrado. Pero, las miradas pueden ser engañosas, así como vagas y subjetivas. Según Frank DelRio, e ingeniero del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST), aquí es donde el uso de un microscopio de fuerza atómica (AFM) puede desempeñar un papel importante en las prácticas forenses.

Un microscopio de fuerza atómica es un tipo de microscopio de sonda de escaneo de alta resolución que tiene una resolución que puede medir en fracciones de un nanómetro, más de 1000 veces mejor que el límite de difracción óptica. Fue pionero en 1986 por el Premio Nobel Gerd Binnig junto con Calvin Quate y Christoph Gerber.

Microscopio de Fuerza AtómicaLa microscopía de fuerza atómica es sin duda la tecnología de microscopía más versátil y potente para el estudio de muestras a nanoescala. Es versátil porque un microscopio de fuerza atómica no sólo puede obtener imágenes en topografía tridimensional, sino que también proporciona varios tipos de mediciones superficiales a las necesidades de científicos e ingenieros. Es potente porque un AFM puede generar imágenes con resolución atómica con información de altura de resolución de escala angstrom, con una preparación mínima de la muestra. Está diseñado para medir las propiedades locales, como la altura, la fricción y el magnetismo con una sonda.

Los AFM funcionan midiendo la fuerza entre una sonda y la muestra. Normalmente, la sonda es una punta afilada, que es una pirámide de 3-6um de alto con radio final de 15-40 nm (Figura 1). Aunque la resolución lateral de AFM es baja (30 nm) debido a la convolución, la resolución vertical puede ser de hasta 0,1 nm.

Cuando se llama a los equipos de imágenes a medir en nanómetros, puede estar seguro de que la lente de precisión diseñada y fabricada por Universe Optics ofrecerá las imágenes más nítidas posibles. No solo fabricamos lentes para microscopía de fuerza atómica, nuestros conjuntos de lentes de imagen médica incluyen una oferta estándar del relé más deseado, 3 relés CCD, lentes acromáticas montadas y desnudas.

Para adquirir la resolución de la imagen, los AFM generalmente pueden medir las desviaciones verticales y laterales del voladizo mediante la palanca óptica. La palanca óptica funciona reflejando un rayo láser fuera del voladizo. El rayo láser reflejado golpea un fotodetector sensible a la posición que consiste en un fotodetector de cuatro segmentos.

Hay dos modos de operación primarios para un microscopio de fuerza atómica. A saber, el modo de contacto y el modo sin contacto, dependiendo de si el voladizo vibra durante la operación. En el modo de contacto, el voladizo se arrastra a través de la superficie de la muestra y utiliza la desviación del voladizo para medir los contornos de la superficie. En el modo sin contacto, la punta vibra ligeramente por encima de su frecuencia de resonancia y no entra en contacto con la superficie de la muestra. Cualquier fuerza de largo alcance, como las fuerzas van der Waals, disminuye la frecuencia resonante del voladizo.

Según DelRio, el uso de AFM en forenses es todo teórico en este punto. «Para que esto sea una herramienta práctica eficaz, sería necesario realizar una gran cantidad de mediciones de referencia y estudios en profundidad para desarrollar un buen sentido de cómo cambian estas propiedades con el tiempo». También señala que los métodos de calibración y las muestras estándar u otros métodos para especificar la precisión tendrían que desarrollarse para permitir una comparación precisa de las mediciones entre los laboratorios. En el futuro, esto podría dar a los funcionarios encargados de hacer cumplir la ley una mirada más precisa al estudiar cosas como el cabello y otras partículas pequeñas durante una investigación.