Tres técnicas microscópicas para transformar lo ordinario en extraordinario

¿Qué objeto se observa en esta imagen? Esta imagen es un primer plano de un dispositivo fotográfico capturado por el microscopista Xie Rui. Además de revelar colores vivos y patrones complejos, también es un excelente ejemplo de cómo usar el microscopio para transformar los objetos rutinarios en algo visualmente espectacular.

Los premios del concurso científico mundial Image of the Year (IOTY) reconocen lo mejor del procesamiento de imágenes en todo el mundo a través de la microscopía óptica. Desde su creación hace cuatro años, los premios se han centrado en el ámbito de las ciencias de la vida. Sin embargo, a través de la edición 2022, el concurso ha cambiado para integrar la ciencia de los materiales y demostrar la gran diversidad de la investigación científica.

Revelar la belleza oculta en el entorno cotidiano

Algunas imágenes del ámbito de la ciencia de los materiales, que fueron enviadas en el pasado, nos han demostrado que incluso la muestra más compleja puede ser magníficamente capturada con las técnicas apropiadas. Para alentar a más microscopistas de la ciencia de los materiales a explorar su lado artístico, se presentarán a continuación tres ejemplos de procesamiento de imágenes, los cuales demuestran la forma en la que fueron creados usando técnicas de microscopía de contraste optimizado.

Llamar a la puerta de los microscopistas con sensibilidad artística

Es posible usar los siguientes métodos de iluminación para crear estupendas imágenes, y aplicarlos hasta en tres de sus más sublimes candidatas para correr la suerte de ganar uno de los magníficos premios del concurso IOTY 2022. También, es posible descargar y usar las siguientes imágenes como fondo de pantalla o papel tapiz en su PC o dispositivo.

1. Contraste de interferencia diferencial (DIC)

Esta increíble imagen muestra la superficie de un cristal transparente. A pesar de que un cristal se ve perfectamente liso a simple vista, la microscopia DIC expone características de pequeña dimensión que son por lo general imperceptibles. Esto se asemeja en algo a las fotografías de satélite que revelan las misteriosas líneas de Nazca en Perú, cuya visualización no es alcanzada a menos de observarlas de una cierta manera.

La técnica DIC permite resaltar diferencias minúsculas de altura a través del contraste de color cuando la luz polarizada se divide al pasar por un prisma DIC. Estos haces de luz divididos se reflejan en la superficie de la muestra y, cualquier discrepancia de altura diferencial cambiará las características de la luz. Por tanto, la discrepancia puede ser vista en una imagen DIC; esta crea una ilusión tridimensional al resaltar las diferencias de altura por medio de los colores y la intensidad.

Este método asiste en la evaluación de muestras que presentan diferencias de altura extremadamente diminutas, como en las cabezas magnéticas, los minerales, las superficies de disco duro, superficies de obleas (plaquetas) electrónicas pulidas y estructuras metalúrgicas.

2. Campo oscuro

Los copos de nieve se caracterizan por su primorosa variedad; sin embargo, hay un patrón de base que casi nunca se altera: el patrón exclusivo de los copos de nieve es siempre su forma hexagonal, tal como el siguiente ejemplo espectacular. Esta imagen, que fue adquirida usando la microscopia de campo oscuro, muestra la forma brillante de un cristal de nieve natural conocido como placa de dendritas estelares. Se caracteriza por seis brazos que dan la forma hexagonal de una estrella. Como la muestra es un cristal de hielo, extremadamente sensible al calor, puede que el fotógrafo haya mantenido el entorno frío además de protegerlo de la energía generada por las fuentes de luz para que no se derrita, lo que ha permitido adquirir una imagen excepcional.

La microscopia de campo oscuro usa la iluminación oblicua para mejorar el contraste de muestras difíciles de ver bajo las condiciones de iluminación estándar. Esta técnica excluye el haz de luz no difusa a partir de la muestra, lo que da como resultado un campo oscuro alrededor de esta última con tan sólo los bordes del cristal iluminados. Se aplica una iluminación oblicua a la muestra mediante un anillo de luz que no se visualizará en la imagen resultante debido a que la captura no se ejecuta con la lente de objetivo. Esto produce la notable apariencia de los objetos luminosos en un fondo muy oscuro, con un alto nivel de contraste para las muestras que son habitualmente difíciles de ver.

Al usar esta técnica microscópica, el usuario puede detectar incluso las rayaduras o imperfecciones más pequeñas. Los cristales minerales y químicos, las partículas coloidales, las muestras de recuento de polvo, las láminas finas de polímeros y cerámicas con inclusiones diminutas, las variaciones de porosidad o los gradientes del índice de refracción son buenos elementos para la iluminación de campo oscuro.

3. Polarización

¿Acaso no es hipnotizante? Esta imagen muestra formaciones con aspecto de plumas a partir del potasio y sulfato de hierro mediante la microscopía de polarización. Estos sulfatos se están cristalizando, que es cuando los átomos o las moléculas se juntan en un sólido organizado mediante la nucleación y el crecimiento. La cristalización puede apreciarse cuando los copos de nieve se forman a partir del vapor de agua congelado en las nubes, o cuando se clica la junta metálica de un calentador de manos y comienza la cristalización a la vez que la emisión de calor.

La microscopía de polarización es una técnica de contraste optimizado que permite evaluar la composición y la estructura tridimensional de las muestras anisotrópicas, cuyas propiedades son diversas al ser observadas a partir de diferentes direcciones. Con esta técnica, la luz polariza se genera a partir de un grupo de filtros denominados analizador y polarizador.

• El polarizador se encuentra en la trayectoria de la luz frente a la muestra.
• El analizador está en la trayectoria de observación detrás de la muestra.

La mayoría de los sólidos son anisotrópicos y se dotan de propiedades variables según la orientación de la luz incidente. La microscopía de polarización puede ser usada para proporcionar un contraste o una coloración característicos según las propiedades de refracción de la muestra.

Esta técnica puede ser usada para resaltar las características de varias sustancias que componen, por ejemplo, las estructuras metalúrgicas, los minerales, como también las pantallas de cristal líquido (LCD) y los materiales semiconductores.

Existen muchos métodos disponibles en la microscopía para optimizar el contraste, en particular cuando se trabaja con muestras de bajo contraste inherente, como las muestras transparentes o sin tinción, o aquellas muestras que presentan una variedad de índices de refracción en función de la orientación de la luz. Las técnicas de campo oscuro y de polarización se adaptan muy bien a los nuevos usuarios y representan un buen punto de inicio para cualquiera.

¡Más fondos de pantalla para descargar!

La oportunidad para ganar un nuevo microscopio vertical o estereoscópico

¿Ya ha capturado bellas imágenes microscópicas o se siente inspirado para hacerlo? No espere más; aún hay tiempo para enviar su candidatura y llevarse uno de los premios de microscopía óptica de nuestro concurso mundial Image of the Year 2022. La recepción de candidaturas para el ámbito de las ciencias de la vida y la ciencia de los materiales cierra el 28 de febrero de 2023, a las 12 p.m. JST (27 de febrero, 2023, a las 10 p.m. EST).

Para obtener más información, visite la página Participar en el concurso IOTY 2022.

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