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Nanotecnología
Rompiendo la Barrera de las
Nanofuerzas
24
de Junio de 2003.
 ¿Cómo
pesar una mota de polvo? ¿Cómo determinar la fuerza necesaria para
romper una molécula? Tales tareas precisan de un dispositivo que sea
capaz de medir nanonewtons, fuerzas mil millones de veces más pequeñas
que la requerida para sujetar una manzana en el campo gravitatorio
terrestre.
Las fuerzas en el rango de los nanonewtons se estiman actualmente
mediante microscopios AFM (atomic force microscope) y con instrumentos
que miden las propiedades de las capas ultrafinas que se emplean en los
discos duros de los ordenadores o en las palas de las turbinas. Sin
embargo, la exactitud de tales estimaciones es desconocida, porque no
han sido calibradas con los estándares de fuerza basados en el
kilogramo, la unidad de masa aceptada internacionalmente.
Por fortuna, hay un resquicio de esperanza en el horizonte. Ingenieros
del National Institute of Standards and Technology (NIST) han descrito
hace poco un prototipo de instrumento que puede medir de forma fiable
fuerzas de hasta decenas de nanonewtons, y simultáneamente unir dichas
mediciones a fuerzas miles de veces mayores basadas en el kilogramo.
El aparato funciona mediante la conexión de una balanza bien calibrada
con un grupo de electrodos que generan una fuerza electrostática. El
instrumento equilibra la fuerza descendente producida por un artefacto
de un miligramo de masa, manteniendo constante la distancia entre los
electrodos pero variando la cantidad de voltaje entre ellos. El
resultado es una medición de la fuerza de gran precisión (de hasta
varias partes entre 10.000), obtenida con voltaje, capacitancia
eléctrica y distancia (la posición de los electrodos medida en
longitudes de onda de la luz láser).
Según Jon Pratt, ingeniero del NIST, es más fácil hacer pequeños cambios
en los voltajes que obtener estándares de masa pequeños.
Ahora, los expertos del instituto esperan prolongar la resolución de su
instrumento hasta las decenas de piconewtons (billonésimas de newton).
Información adicional en:
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