Recubrimientos magnéticos duros para la microscopía de alta precisión
Examen de las minúsculas estructuras celulares en detalle preciso y a gran velocidad
La microscopía está a la vanguardia de la lucha contra el coronavirus. Los microscopios especiales, que permiten a los científicos ver estructuras celulares diminutas, son una herramienta indispensable en el desarrollo de vacunas y nuevas terapias. Este equipo comprende no sólo un microscopio de alta resolución óptica, sino también una platina de microscopio de alta precisión. Los recubrimientos duro-magnéticos del Instituto Fraunhofer de Ingeniería de Superficies y de Películas Delgadas IST también juegan un papel clave aquí. Ayudan a permitir el examen de estructuras celulares minúsculas con un detalle preciso y a gran velocidad.
Tira recubierta magnéticamente con la codificación aplicada.
© ITK Dr. Kassen GmbH
Los microscopios y el equipo de laboratorio relacionado son un arma vital en la lucha contra los virus y las bacterias. Ayudan a los científicos en su búsqueda de vacunas y terapias para combatir, por ejemplo, el SARS-CoV-2. En el IST de Fraunhofer, en Braunschweig, los investigadores están desarrollando revestimientos de cobalto-samario magnético duro (CoSm) para las escalas magnéticas lineales. Estos se utilizan en las platinas de microscopio producidas por la empresa ITK Dr. Kassen GmbH. En combinación con sensores y un algoritmo de evaluación, estas escalas lineales mejoran la precisión de posicionamiento de la platina del microscopio, sobre la que se coloca la muestra en preparación para su visualización. "El material biológico, como las células, puede moverse", explica el Dr. Ralf Bandorf, investigador asociado del Fraunhofer IST. "Pero todavía necesito ser capaz de dirigirme a la posición correcta con una precisión en la escala micrométrica." Las platinas de microscopio que utilizan un sistema de posicionamiento magnético generalmente tienen un diseño muy compacto. Se utilizan en microscopios de fabricantes de renombre como Leica o Zeiss. Los revestimientos de CoSm han sido desarrollados en estrecha colaboración con el socio industrial ITK Dr. Kassen GmbH.
Una resolución de posición en la escala nanométrica
La Dra. Bandorf y su equipo aplican un recubrimiento de CoSm a las tiras de metal no magnéticas. Esto dota a las tiras de una estructura magnética definida que puede ser codificada con un patrón de señales. A su vez, este revestimiento funcional puede ser leído por un sensor para determinar la posición exacta de una banda. "En combinación con los sensores integrados, que leen las señales, nuestros revestimientos permiten una resolución de posición de 5 nanómetros", explica Bandorf, ingeniero de formación. Con su sistema de medición integrado, las platinas del microscopio son capaces de determinar la posición exacta de una muestra sin necesidad de referenciar. Se puede lograr una repetibilidad de más/menos 100 nanómetros. Esto es especialmente importante para el examen de objetos vivos, donde el tiempo disponible para la visualización suele ser limitado y, por lo tanto, el posicionamiento rápido es vital.
Los revestimientos de CoSm se utilizan en lugar de los revestimientos de cobalto galvanizado, cuya producción requiere el uso de productos químicos perjudiciales para el medio ambiente. Robustos y duraderos, también tienen muy buenas propiedades magnéticas, lo que asegura una señal magnética más potente que la que se puede obtener con los recubrimientos de cobalto. Esta señal es lo suficientemente fuerte como para ser medida usando un sistema sin contacto, lo que hace que tales revestimientos sean adecuados para su uso en componentes sellados como cilindros hidráulicos, donde los sistemas ópticos no son una opción.
Al mismo tiempo, los revestimientos de CoSm se desmagnetizan mucho menos fácilmente que los revestimientos de cobalto puro y no se ven afectados por campos de interferencia. Del mismo modo, se pueden lograr espesores de capa muy finos. Además, pueden ser utilizados para mediciones en ambientes sucios. Y también son adecuados para medir posiciones angulares y movimientos radiales, lo que es relevante para aplicaciones robóticas en, por ejemplo, la industria automovilística. "Si se aplica un fino recubrimiento de CoSm a un componente como un rodamiento de rodillos, es posible obtener información adicional sobre ese componente", explica Bandorf. La demanda de sistemas de medición magnética de alta precisión también está creciendo en el campo de la electromovilidad.
Proceso de revestimiento ecológico
Los revestimientos de CoSm se crean con un proceso conocido como pulverización de flujo de gas de cátodo hueco, un método de deposición en vacío desarrollado en el IST de Fraunhofer. A diferencia de los procesos de galvanización, este método no implica el uso de sustancias tóxicas.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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