UdeC ampliará la frontera de lo visible

En los próximos días, se concretará la llegada al Campus Concepción de la Universidad de Concepción de uno de dos equipos de microscopía electrónica que tendrán un positivo impacto en la labor investigativa de nuestros académicos y académicas de diversas disciplinas de las ciencias aplicadas.

Se trata de dos avanzados microscopios electrónicos: uno de transmisión de alta resolución HRTEM de 200 KV y un otro de barrido de emisión de campo SEM-FEG, cuya adquisición fue posible por la inversión de un fondo institucional por un monto de $800.000.000 gestionado desde la Vicerrectoría de Investigación y Desarrollo, VRID.

“Debido a la pronta obsolescencia del equipamiento de microscopía electrónica administrado por la VRID, que ha prestado servicio, tanto a tareas formativas como investigativas de nuestra comunidad académica durante varios lustros, su renovación se tornó un imperativo, dentro de las tareas prioritarias de esta administración”, explicó el Director de Investigación y Creación Artística de la UdeC, Dr. Ronald Mennickent Cid.

Con esta compra, destacó el directivo, “podremos asegurar un horizonte de servicio adicional de al menos una década a nuestros investigadores y profesores, incrementando enormemente las capacidades de la instrumentación presente y darán un nuevo aire a los grupos de investigación teniendo un impacto también en la formación de capital humano avanzado”.

El directivo enfatizó que la selección de los equipos a adquirir se realizó a través de un riguroso y participativo proceso “contactando a académicos y académicas de la UdeC, expertas/os en áreas que hacen uso de la microscopía electrónica, a través de varias reuniones virtuales, en plena pandemia, constatando participación de unos 12 académicos por cada reunión, y pudimos identificar académicos que pudiesen liderar proyectos de infraestructura mayor Fondequip de ANID, con una importante contraparte institucional”.

Sin embargó, detalló Mennickent, “después de un par de intentos infructuosos de participación en dichos proyectos, se decidió la adquisición de equipamiento mayor de microscopía electrónica con fondos institucionales centralizados, por un monto de $ 800 millones”.

Más allá de lo evidente

“La mayoría de las carreras de ciencias, alumnos de pregrado, doctorado, postdoctorados, usan nuestro centro de investigación tanto de microscopía como de resonancia magnética nuclear”, explica el encargado del Laboratorio de Microscopía del CESMI, Dr. Ricardo Oliva Carrasco.

“Actualmente, tenemos un microscopio de transmisión y otro de barrido, que son de baja resolución y los que vienen en camino son de alta resolución, o sea que permiten ver en materiales a una escala más pequeña y, entonces, analizar regiones muy pequeñas de las muestras lo que no podemos hacer con estos equipos”, añade.

Oliva propone un ejemplo de la mineralogía. “Puedo ver, por ejemplo, los primeros planos de un material metálico, como el oro y distinguir y medir directamente, caracterizar, analizar lo que estoy viendo, determinando cualitativa y cuantitativamente la composición del material, lo que es una gran ventaja, por ejemplo, para los profesores que trabajan en catálisis”. 

“Hacer un estudio más detallado les permite responder con mayor precisión a lo que se está buscando, lo que les da acceso a revistas de mejor calidad, por ejemplo. Entonces, yo creo que éste ha sido un esfuerzo bastante importante que hizo la Universidad”, manifestó el encargado.

Quien también conoce de primera fuente los nuevos equipos y sus principales funciones y ventajosas características es el académico del Departamento de Ingeniería de Materiales de la Facultad de Ingeniería UdeC, Dr. Manuel Meléndrez Castro. “El Centro de Espectroscopía y Microscopía, CESMI, de la Universidad fue creado para expandirse y actualmente cuenta con salas para esto. Además, los equipos con que cuenta actualmente tienen más de 25 años de uso”, detalló el investigador.

“La parte óptica de los equipos que vamos a recibir tiene tecnología de última generación con avances significativos en su electrónica y software. Permitiendo obtener imágenes de alta definición sin perder atributos de resolución de punto o de línea”, explicó.

Considerando que los equipos antiguos ya no entregan la resolución que exige la demanda científica actual y, además, por la alta demanda, se generaba una espera muchas veces de hasta tres semanas para poder usarlos, Meléndrez enfatizó que “tenemos que estar a la vanguardia de lo que exige la ciencia actualmente, escrudiñar a nivel atómico elementos, materiales de todo tipo, nos permite sacar conclusiones de su organización, construcción, defectos y estructura con nivel de detalle significativos. Nos evita enviar muestras para análisis en el extranjero, lo que tomaba fácilmente tres o cuatro meses de espera de los resultados si teníamos suerte”.

“En el caso del HRTEM, de marca JEOL, modelo JEM 2011”, detalló el científico, “cuenta con una resolución de punto de 0.23 nm y resolución de línea de 0.14 nm, con voltaje de aceleración variable para distintos tipos de muestras de 80 a 200 Kv”. Este equipo, además, presenta un emisor de filamento de LaB6 que “alcanza una amplificación de 2000 X hasta 2.0 millones de X, tiene modos de operación CBD, NBS y EDS con ventana de 80 mm (la máxima en su tipo), viene con detector STEM con resolución de 1 nm, con posibilidad de hacer mapeo composicional a escala atómica y, además, de hacer scanning como un SEM a escala semi-atómica (14 nm), e incluye una cámara post-columna GATAN CMOS de ultra alta definición sin tecnología CCD. Podremos contar con resultados de análisis de alto nivel para poder publicar, viendo, por ejemplo, las moléculas y sus interacciones en la nano-escala, y si, podemos ver átomos con este microscopio”.

En cuanto al microscopio de barrido de emisión de campo, marca ZEISS, modelo Gemini SEM 360, con voltaje de aceleración de 20V a 30 kV ajustable a 10V y un moderno emisor de efecto de campo tipo Schottky, porta muestra de 12 puestos, 3 de estos para aplicaciones analíticas con ángulo variable y dos con puertos EDS coplanares para aumento de resolución debido a la adquisición de mayores cuentas. Su detector de corriente de cascada (C2D) permitirá, explicó Meléndrez, “obtener imágenes a muy bajo kV y modo de presión variable, pudiendo analizar muestras sin dañarlas. Además, viene con detector de electros secundarios, retrodispersados al igual del HRTEM, posee un detector EDS de 80 mm y, lo mejor, incorpora un detector STEM, único en su tipo”.

Los microscopios de barrido de emisión de campo se consideran de alta resolución en barrido debido al nivel de detalle que se puede obtener en una imagen nítida. El académico explicó que este equipo “tiene una resolución de un nanómetro. Éste es uno de los microscopios más modernos que va a tener Chile, porque viene con cuatro detectores, Además, este tipo de equipo viene con una cámara de posicionamiento de muestras grande que permite la posibilidad de ampliarse a otros detectores que podría requerirse en el CESMI”.

Los nuevos equipos se sumarán a los ya existentes, un TEM JEOL 1200 EXII el cual entrará en mantención para estar operativo y el SEM JSM actual seguirá prestando servicios. Para maximizar la eficiencia de uso de los equipos del CESMI, el personal se capacitará en las nuevas técnicas que involucran los nuevos equipos y se contratará nuevo personal especializado para operación y asesoría a los investigadores.

Así, la Universidad de Concepción contará con un polo de concentración diversa de microscopía por kilómetro cuadrado, líder en Sudamérica. La más diversa red de microscopia multidisciplinaria estará a pocos pasos en un solo campo, compuesta por el CESMI, CMA y el GEA. “Será como quitarnos una venda de los ojos para ir por el camino correcto y los avances científicos que se pueden obtener, en las más diversas disciplinas, como Biología, Geología y Mineralogía, por ejemplo, son increíbles”, agregó Meléndrez.