Universitat d'Alacant

El portamuestras desarrollado por los investigadores optimiza la manipulación de muestras en microscopios de efecto túnel (STM) mediante un sistema innovador de rieles, que permite insertar y extraer muestras rápidamente sin la necesidad de desmontar el equipo ni de recalibrar los componentes desplazados. Este diseño reduce el tiempo y la complejidad operativa, asegurando una alta estabilidad mecánica y eléctrica para la obtención de imágenes de calidad con una resolución atómica.

La invención reemplaza la parte del portasustratos de un microscopio STM por un sistema compuesto por una base que se fija directamente al cuerpo del microscopio y un sistema de rieles que permite el deslizamiento de la pletina extraíble para su inserción y extracción rápida. Esta pletina presenta una serie de elementos para sostener y fijar la muestra. De esta forma se puede sustituir las muestras a analizar sin tener que desmontar el microscopio STM y sin cambiar la configuración del resorte.

El portamuestras desarrollado está fabricado en PLA, por ser un material que se puede imprimir en 3D, presenta una alta estabilidad mecánica, muy bajo coste, biodegradable y proviene de materias primas de origen vegetal. No obstante, pueden utilizarse otros materiales.

La invención ha demostrado eficacia en condiciones variables, como ambiente y baja temperatura, y es compatible con muestras metálicas y preparadas electroquímicamente. Su diseño elimina vibraciones y facilita el análisis de superficies más grandes mediante un sistema de rotación, asegurando resultados reproducibles, confiables y con una precisión atómica.

Fig 2. Esquema de portamuestras propuesto.

VENTAJAS DE LA TECNOLOGÍA

Las principales ventajas de esta tecnología son:

• Intercambio rápido de muestras. El sistema de rieles permite extraer e insertar el portamuestras en segundos, reduciendo significativamente el tiempo necesario para cambiar las muestras.

• Facilidad de uso. Simplifica el proceso de manipulación y montaje, eliminando la fase de desmontaje y vuelta a montar el microscopio y evitando la necesidad de contar con técnicos especializados que calibren posteriormente el sistema.

• Conservación de la calibración del microscopio. El diseño mantiene la posición del resorte del sistema, evitando la necesidad de recalibrarlo tras cada cambio de muestra.

• Alta resolución de las imágenes. El sistema permite obtener imágenes con una resolución atómica de las muestras ya que estas muestras se mantienen limpias y libres de cualquier tipo de interferencia electrónica o mecánica.

• Reducción de vibraciones. El diseño del dispositivo, y en especial el marco presor y los rieles, minimizan las posibles vibraciones, mejorando la calidad de las imágenes obtenidas.

• Estabilidad mecánica y eléctrica. El sistema permite la captura de imágenes de alta resolución de superficies metálicas y muestras preparadas mediante métodos electroquímicos, incluso en condiciones ambiente.

• Exploración de superficies más grandes. La opción de rotación manual amplía las capacidades del sistema, permitiendo escanear áreas más extensas de las muestras.

En resumen, la tecnología optimiza el rendimiento, reduce la complejidad operativa y mejora la experiencia del usuario en microscopios de efecto túnel.

ASPECTOS INNOVADORES DE LA TECNOLOGÍA

El aspecto innovador más destacado de esta tecnología es la posibilidad de extracción e inserción del portamuestras en cuestión de segundos, gracias al sistema de rieles, eliminando la necesidad de desmontar el microscopio o manipular componentes críticos.

El diseño planteado permite un manejo sencillo y mantiene la calibración del microscopio entre muestra y muestra. Con ello se mantiene la estabilidad y la alta resolución de las imágenes obtenidas y se minimiza las posibles vibraciones.

En conjunto, se consigue un mejorar la usabilidad y funcionalidad de los microscopios de efecto túnel (STM), haciendo la tecnología más accesible, versátil y eficiente.

El grupo de investigación ha explorado varios diseños y se han realizado distintas pruebas experimentales. Finalmente se ha alcanzado la configuración actual que presenta una precisión óptima.

En la actualidad se ha desarrollado un prototipo a nivel de laboratorio en PLA y se han realizado pruebas de laboratorio sobre él para verificar su funcionalidad y eficacia. El sistema está preparado para su escalado a nivel industrial y su posterior puesta en el mercado.

Esta tecnología está destinada a la optimización del uso de los microscopios de efecto túnel (STM), por ello es de interés para las empresas y centros de investigación que hagan uso de estas técnicas de análisis.

Especialmente interesante para empresas que fabriquen microscopios de estas características o componentes para ellos.

Se buscan empresas interesadas en adquirir esta tecnología para su explotación comercial mediante:

• Acuerdos de licencia.

• Acuerdo de proyecto de I+D (cooperación técnica) para emprender proyectos relacionados con la tecnología.

Esta tecnología se encuentra protegida mediante solicitud de patente.

• Título de la patente: “Portamuestras de microscopio de efecto túnel”

• Número de solicitud: P202430886

• Fecha de solicitud: 30/10/2024