La microscopia electrónica logra filmar el movimiento de los átomos en cristales

Hashimoto nació en Kyoto (Japón), el 26 de diciembre de 1921. Es actualmente profesor de Física Aplicada en la universidad de Osaka (Japón). También lo ha sido de la universidad de Kyoto, donde ha realizado contribuciones fundamentales a la teoría y práctica de a microscopia electrónica durante los últimos 30 años.Sus más espectaculares imágenes se deben a sus observaciones sobre los átomos, incluido el movimiento. Precisamente durante la conferencia que pronunció en el CSIC se proyectó una película suya sobre los movimientos de átomos, en cristales, trabajo que le ha proporcionado su más reciente galardón, el premio de la Sociedad de Física Aplicada de Japon.

Fue el primer físico que contempló directamente los átomos utilizando in microscopio electrónico convencional. Estas primeras fotografías de los átomos de talio fueron realizadas en 1971, por lo que obtuvo de nuevo el premio de la Sociedad de Microscopia Electrónica de su país. Pocos años después, en 1976, pudo observar lo que los físicos llaman "la estructura fina de los átomos": en la imagen qué aparece en el microscopio no sólo aparecen los círculos oscuros que corresponden a los átomos, sino también manchas difusas a su alrededor que son la nube de carga eléctrica característica de aquéllos. El metal observado fue el oro, y las fotografías dieron la vuelta al mundo.

Poder de resolución

"La microscopia electrónica está evolucionando muy deprisa actualmente", declara Hashímoto. "Con los microscopios convencionales de 100 kilovatios se ha conseguido un poder de resolución que llega a ser 50 veces más pequeño que el propio tamaño de los átomos. Ahora se pueden identificar átomos de talio, de oro, de sodio... Sin embargo, aún no es posible hacerlo con átomos aislados de carbono, por ejemplo, aunque sí en formaciones cristalinas". En un futuro próximo, el profesor Hashimoto espera que se puedan identificar incluso átomos de oxígeno que, según él, "aparecerán como manchas oscuras dentro de la disposición de la fotografía que se obtenga"."En Ios cristales que contienen impurezas", comenta, "los de silicio por ejemplo, el movimiento de los átomos de estas impurezas (como puede ser el antimonio, etcétera ... ) hace posible la obtención de tina fotografía en marcha, una película de todo este movimiento, de gran interés para la electrónica. En el material de las alas de un avión, por ejemplo, que es muy resistente, las impurezas que puede tener hacen variar sus propiedades y éste llega a fatigarse. Cada a uno de estos fallos puede ser registrado mediante computadoras, a través de la microscopia electrónica, y advertir de ello".

"Los antiguos, cristalógrafos", continúa "buscaban la disposición de los átomos en los cristales. Pero la moderna cristalografía se ha dado cuenta de que la naturaleza nos juega tarribién malas pasadas, que a veces los átomos no están en su sitio, que existen defectos en la estructura. Precisamente, la presencia de estos defectos, que se pueden inducir de forma artificial, cambia las propiedades del material".

También el microscopio electrónico ha contribuido al conocimiento de la vida y la estructura de los seres vivos. Existe, no obstante, un problema a este respecto, y es que la alta resolución precisa de altos voltajes, con lo que el haz electrónico, al incidir sobre la muestra, evapora el agua que contiene, quemándola y produciéndole graves daños. La única posibilidad estriba, al parecer, en utilizar muestras ultracongeladas. "Sin embargo", apunta Hashimoto, "si se utiliza material biológico en forma de cristales se pueden obtener imágenes de difracción que ya se pueden interpretar, aunque no son excesivamente buenas".

La presencia del profesor Hashimoto en España no es casual. Él es miembro honorífico de la Sociedad Española de Microscopia Electrónica, que ha sido la encargada de organizar la conferencia. "La microscopia electrónica", comenta Hashimoto, "tiene su origen en la difracción de electrones, técnica en la que España fue uno de los países pioneros, de la mano del profesor Luis Bru, y ha contribuido en gran medida al desarrollo de la misma". "Por otra parte", añade el propio Luis Bru, "contamos actualmente con un plantel de investigadores de primera fila, no sólo en el campo inorgánico, sino también en el biológico."