Creat un sistema de microgravetat simulada per experimentar amb materials
Els estudis de cristal·lització fets en laboratoris espacials, molt costosos i inassequibles per a la majoria de laboratoris de recerca, han demostrat els valuosos efectes de la microgravetat durant el procés de creixement cristal·lí i la morfogènesi de materials. Ara, una recerca liderada per un equip científic de la Universitat de Barcelona ha desenvolupat un mètode fàcil i altament eficient per aconseguir condicions dʼexperimentació de microgravetat a la Terra que simulen les que es poden tenir a lʼespai. Els resultats sʼhan publicat a la revista Advanced Materials en un article destacat a la portada.
Els estudis de cristal·lització fets en laboratoris espacials, molt costosos i inassequibles per a la majoria de laboratoris de recerca, han demostrat els valuosos efectes de la microgravetat durant el procés de creixement cristal·lí i la morfogènesi de materials. Ara, una recerca liderada per un equip científic de la Universitat de Barcelona ha desenvolupat un mètode fàcil i altament eficient per aconseguir condicions dʼexperimentació de microgravetat a la Terra que simulen les que es poden tenir a lʼespai. Els resultats sʼhan publicat a la revista Advanced Materials en un article destacat a la portada.
Per aconseguir aquestes condicions de microgravetat simulada sʼhan fet servir dispositius microfluídics personalitzats amb els quals sʼhan fabricat estructures moleculars de cristalls porosos en dues dimensions. Segons explica Josep Puigmartí Luis, investigador ICREA al Departament de Química Física i membre de lʼInstitut de Química Teòrica i Computacional de la UB (IQTCUB), «sʼha pogut confirmar que els experiments sota aquestes condicions de microgravetat simulada tenen uns efectes sense precedents en lʼorientació, la compacitat i la generació de materials 2D cristal·lins i porosos».
Per desenvolupar aquest nou sistema, lʼequip investigador, en el qual també han participat membres de lʼInstitut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2) i lʼInstitut de Ciència de Materials de Barcelona (ICMAB-CSIC), va dissenyar un dispositiu microfluídic que consta de dos substrats entrellaçats amb una fina pel·lícula de silicona amb gruixos variables (de 200 a 500 μm). Lʼobjectiu era crear un ambient microfluídic de 6 cm de llarg i 1,5 cm dʼample. Una de les superfícies disposa de dos ports dʼentrada mecanitzada que permeten omplir completament lʼentorn microfluídic i evitar, així, lʼaparició de bombolles dʼaire. El sistema ha permès fer créixer un prototip dʼestructura bidimensional metal·lorgànica (MOF, per les seves sigles en anglès) i de composició Ni3(HITP)2 que forma una capa mil·limètrica i sense defectes amb propietats de conductivitat que actuen a llarga distància en condicions ambientals.
Cal tenir en compte que, fins ara, els valors obtinguts amb aquest nou mètode només sʼhavien aconseguit fora dʼuna atmosfera inerta amb pèl·lets preparats sota altes pressions. «Aquest nou sistema de microgravetat simulada serà com un “parc infantil" per a químics, físics i científics de materials que vulguin processar materials i dispositius funcionals 2D», conclou lʼinvestigador.
Referència de lʼarticle
N. Contreras-Pereda et al. «Synthesis of 2D porous crystalline materials in simulated microgravity». Advanced Materials, juny de 2021. Doi: 10.1002/adma.202101777