¿Qué son los Microscopios de Ultrasonido?
Los microscopios de ultrasonidos son dispositivos que utilizan ondas ultrasónicas para detectar la intensidad y posición de las ondas reflejadas por la muestra observada. Utilizan esta información para visualizar el estado de la muestra.
Aunque su resolución es inferior a la de los microscopios electrónicos, que se utilizan a menudo en la industria, su principal característica es que pueden medir y observar zonas diminutas con una resolución superior a la de los microscopios ópticos.
Uso de los Microscopios de Ultrasonido
Los microscopios de ultrasonidos se utilizan a menudo para la inspección de productos en el sector industrial. Estos microscopios permiten la observación no destructiva de la superficie y el interior de la muestra al incidir ondas ultrasónicas sobre ella. También se pueden observar la superficie inferior y modificar la profundidad de incidencia.
Concretamente, se utilizan para inspecciones internas de componentes electrónicos y otros materiales en general, comprobar la adherencia de adhesivos y detectar grietas, huecos y delaminación en superficies adheridas. También son útiles para inspecciones internas de componentes electrónicos y otros elementos, así como para verificar la adherencia de adhesivos. Estos microscopios son capaces de detectar grietas, huecos, delaminación y otros defectos en superficies adheridas.
Las ondas ultrasónicas se propagan mientras se atenúan en zonas donde los materiales son continuos, pero no pueden propagarse en zonas no continuas, como huecos, y se reflejan principalmente en la superficie límite. Por tanto, es posible detectar las ondas reflejadas en las zonas delaminadas y los huecos.
Principio de los Microscopios de Ultrasonido
El funcionamiento de los microscopios de ultrasonido se basa en la propiedad de las ondas ultrasónicas de reflejarse y transmitirse cuando se propagan a través de diferentes materiales. Las ondas reflejadas se detectan y se utilizan para la observación, mientras que las ondas transmitidas también se detectan y se observan.
1. Tipo Transmisión
Los microscopios de ultrasonidos de transmisión constan de dos lentes acústicos colocados de forma que queden uno frente al otro con la muestra en medio. Un lente acústico tiene un elemento piezoeléctrico que recibe las ondas ultrasónicas y el otro lente acústico tiene un elemento piezoeléctrico que recibe las ondas ultrasónicas.
Al medir, las ondas ultrasónicas se inyectan desde un lado del lente acústico y las ondas ultrasónicas transmitidas a través de la muestra colocada en el punto focal son recibidas por el elemento piezoeléctrico del otro lado del lente acústico.
2. Tipo Reflectivo
Los microscopios de ultrasonidos reflectivos constan de un lente acústico y un elemento piezoeléctrico en un solo lado. El elemento piezoeléctrico recibe los ultrasonidos entrantes y las ondas reflejadas del material. Tanto los microscopios de ultrasonidos de transmisión como los de reflexión pueden analizar la intensidad y la fase de las ondas ultrasónicas recibidas para medir y observar las condiciones superficiales e internas de la muestra.
Los microscopios de ultrasonidos de reflexión son más utilizados comercialmente que los microscopios de ultrasonidos de transmisión. La razón principal de ello es que el tipo reflectivo no requiere que la muestra esté intercalada entre las lentes acústicas y no hay límite para el grosor de la muestra. Otra gran ventaja de los microscopios de ultrasonidos reflectivos es que son más simples de operar y más fáciles de manejar, ya que no hay necesidad de colocar la lente acústica en confocal, y se puede medir la formación de la imagen y la velocidad de propagación.
Otra Información sobre los Microscopios de Ultrasonido
1. Ventajas de los Microscopios de Ultrasonido por Reflexión
El método de reflexión pulsada, un método de medición que utiliza un microscopios de ultrasonidos reflectivo, es un método fuerte para detectar delaminación y huecos dentro de la muestra.En este método, se emiten pulsos de ondas ultrasónicas hacia una muestra sumergida en agua, y la información sobre el interior del objeto se obtiene a partir de los pulsos reflejados internamente.
La intensidad de la reflexión de los impulsos depende de la diferencia de impedancia acústica de los dos materiales en el límite. La impedancia acústica es una cantidad definida como el producto de la densidad del material y la velocidad del sonido, y refleja casi al 100% la capa de aire. Esto hace que el método de reflexión de impulsos sea un método potente para detectar delaminación y huecos en la muestra.
2. Observación de Células Mediante Microscopios de Ultrasonido
En los últimos años, se ha prestado especial atención al campo biológico como un área de aplicación de la microscopía ultrasónica, además de su uso convencional en la industria. Se han desarrollado microscopios de ultrasonido capaces de visualizar el interior de las células utilizando altas frecuencias, como 100 MHz a 200 MHz. El uso de altas frecuencias en la medición no tiene efectos adversos en las células en agua, lo que permite la observación de células en estado vivo.
Por tanto, los cambios en las proteínas estructurales de las células pueden comprobarse sin necesidad de utilizar tintes o colorantes, como ocurría en el pasado. Además de la tecnología ya establecida de propagación de ultrasonidos de alta frecuencia a través de una fibra fina, la punta de la fibra se procesa sobre una superficie cóncava para hacer converger los ultrasonidos y aumentar la resolución azimutal hasta el nivel celular.
Los microscopios de ultrasonidos producen imágenes basadas en la densidad y viscoelasticidad de las sustancias intracelulares, lo que los hace muy adecuados para observar el citoesqueleto, que controla el crecimiento celular y otros procesos. Aprovechando esta propiedad, también se han desarrollado técnicas para identificar células cancerosas dentro de poblaciones celulares. Gracias a esta tecnología, se pueden expresar proteínas fluorescentes que permiten identificar las células normales y ver cómo han actuado los fármacos anticancerígenos en las células cancerosas.