Atomic Force Microscopy and Magnetic Force Microscopy Study of Model Colloids

Microscopía de Transmisión Electrónica (TEM)

• TEM es una técnica de microscopía donde un haz de electrones es transmitido a través de una muestra ultra delgada, interactuando con la misma en el proceso. Una imagen es formada por la interacción de los electrones con la muestra, ésta puede ser aumentada y enfocada por medio de una pantalla fluorescente o detectada por un sensor en una cámara CCD. TEM es altamente más sensible que un microscopio óptico, lo cual es debido al uso de las ondas de Broglie.

Microscopía de Fuerza Atómica

(AFM)• AFM es un tipo de

microscopía de sonda de barrido de muy alta resolución; con parámetros demostrados en los ordenes de fracciones de nanómetros, lo cual es al menos 1000 veces mejor que el límite de difracción límite óptico. AFM es una de las herramientas de vanguardia más importantes para obtener imágenes, medir, y manipular la materia a escala nanométrica.

Microscopía de Fuerza Magnética

(MFM)• MFM es una variedad de AFM, donde la punta del

cantiléver altamente magnetizada realiza una escaneo en una muestra magnética. Las interacciones entre la muestra y la punta son detectadas y de esta forma se obtiene la estructura de la superficie. Algunas de las interacciones más importantemente estudiadas mediante esta técnica son las interacciones dipolo – dipolo magnético.

Coloides• Un coloide es una substancia

microscópica dispersa uniformemente en otra.

• Consiste de dos fases separadas:• >Fase Dispersa (Fase Interna)• >Fase Continua (Medio Dispersión)• Las partículas de la fase dispersa

tienen un diámetro aproximadamente entre 5 y 200 nm en promedio. Este tipo de partículas son invisibles para un microscopio óptico, aunque su presencia se puede comprobar por medio de la utilizacion de un ultramicroscopio o un microscopio electrónico.

• AFM es utilizada para estudiar el tamaño, forma y tipo de dispersión en una variedad de modelos de coloides magnéticos y no magnéticos, antiguamente solo estudiados por microscopios electrónicos (TEM).

• El tamaño e imágenes de fase son analizadas poniendo especial atención a la morfología en 3D, al igual que la morfología y la presencia de componentes secundarios, los cuales son difíciles de investigar con TEM.

• En el caso de partículas magnéticas dispersas en ferro fluidos convencionales, se analizó experimentalmente y teóricamente la posibilidad de utilizar MFM.

• Los coloides utilizados contenían partículas desde unos pocos nanómetros hasta medio micrómetros, al igual que diferentes formas y propiedades físicas.

• Se obtuvieron imágenes de una gran variedad de partículas coloidales haciendo un análisis cuantitativo extenso de las forma de las partículas y las dimensiones, al igual que una análisis cualitativo de la dureza, los agrupamientos y los componentes coloidales secundarios. En comparación con TEM, AFM ofrece mayor información permitiendo el estudio en la geometría en 3D y la estadística de las partículas. observando detalles que son transparentes al TEM y obteniendo imágenes de partículas suaves las cuales son generalmente destruidas por el haz de electrones en TEM.

• Se obtuvo información relevante sobre la altura y el diámetro lateral para la mayoría de las partículas coloidales. Se calcularon diámetros correctos para partículas con forma circular plana.

• El tamaño y las imágenes de fase son dos parámetros obtenidos que son útiles para la caracterización correcta de la forma, la dureza y las dimensiones de las partículas, al igual que la composición en el agrupamiento 2D.

• Se pudo observar una segunda nucleación en el caso de algunas dispersiones que no es posible observar con TEM. Los resultados demuestran que AFM es una herramienta más versátil que TEM en la caracterización de coloides.

• El método experimental demostró el hecho de que la aplicación de AFM y MFM tienen una cantidad significativa de ventajas en el estudio de sistemas coloidales sobre TEM, que hasta ahora era una de las pocas técnicas aplicadas al estudio de sistemas coloidales.