Las sociedades del siglo XXI se enfrentan a grandes retos, en ámbitos tan diversos como la protección del medio ambiente, el desarrollo de energías limpias alternativas, la salud global o la exploración del espacio exterior, entre otros.

Las respuestas a estos retos requerirán del desarrollo de nuevos materiales, con diseños específicos, en los que queden controladas de forma precisa las interacciones entre las especies atómicas que los integren. Estos diseños deben garantizar una funcionalidad óptima y, dado lo limitado de las materias primas disponibles en el planeta, un uso eficiente de su carga atómica.

Para llegar a estos diseños de una forma racional, resulta esencial la exploración del espacio interior, es decir, de la estructura de los materiales a su nivel más íntimo; a la escala atómica. Las técnicas basadas en Microscopía Electrónica resultan, en la actualidad, una herramienta indispensable y única para completar con éxito esta tarea. Los recientes desarrollos a nivel de óptica electrónica, sistemas de detección y metodologías de análisis han abierto la posibilidad de “visualizar” de forma directa la configuración atómica de los materiales, con resoluciones mejores que las propias de la escala atómica, es decir del Angstrom (Å). Es más, se dispone de métodos para obtener información no solo 2D sino 3D, empleando aproximaciones tomográficas. Igualmente, se puede “observar” el comportamiento dinámico de los materiales a estas escalas mientras funcionan, haciendo uso de técnicas de análisis in-situ. La combinación con herramientas de Inteligencia Artificial está ampliando aún más los límites de estas técnicas, en continua expansión.

Con la información obtenida a través de estas técnicas es hoy posible establecer procedimientos de síntesis que permiten “manipular” de forma adecuada las interacciones entre átomos y, por tanto, generar materiales que den respuesta a nuestras, cada vez más exigentes, necesidades.    

Esta conferencia plantea un viaje “visual” a través de algunas de las posibilidades que ofrecen, a día de hoy, las técnicas avanzadas de Microscopía Electrónica y su contribución al diseño de materiales en distintos ámbitos de aplicación.