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Creado un sistema de microgravedad simulada para experimentar con materiales

Portada de la revista <i>Advanced Materials</i>. La ilustración que representa la investigación liderada por la UB es del dibujante de cómic granadino Adrián Bago.

Portada de la revista Advanced Materials. La ilustración que representa la investigación liderada por la UB es del dibujante de cómic granadino Adrián Bago.

Noemí Contreras-Pereda (ICN2) y Josep Puigmartí (IQTCUB-ICREA) con el dispositivo de microgravedad.

Noemí Contreras-Pereda (ICN2) y Josep Puigmartí (IQTCUB-ICREA) con el dispositivo de microgravedad.

29/07/2021

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Hasta ahora, los estudios de cristalización realizados en laboratorios espaciales, muy costosos e inasequibles para la mayoría de los laboratorios de investigación, han demostrado los valiosos efectos de la microgravedad durante el proceso de crecimiento cristalino y la morfogénesis de materiales. Ahora, una investigación liderada por expertos de la Universidad de Barcelona ha desarrollado un método fácil y altamente eficiente para conseguir condiciones de experimentación de microgravedad en la Tierra que simulan las que se pueden lograr en el espacio. Los resultados se han publicado en la revista Advanced Materials, en un artículo destacado en la portada.

 

Para conseguir estas condiciones de microgravedad simulada hemos utilizado dispositivos microfluídicos personalizados para fabricar estructuras moleculares de cristales porosos en dos dimensiones. Según explica Josep Puigmartí Luis, investigador ICREA en el Departamento de Química Física y miembro del Instituto de Química Teórica y Computacional (IQTCUB) de la UB, «se ha podido confirmar que los experimentos bajo estas condiciones de microgravedad simulada tienen efectos sin precedentes en la orientación, la compacidad y la generación de materiales 2D cristalinos y porosos».

Para desarrollar este nuevo sistema, el equipo investigador, en el que también participan miembros del Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología (ICN2) y el Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB), diseñó un dispositivo microfluídico que consta de dos sustratos entrelazados con una fina película de silicona con espesores variables (de 200 a 500 μm). El objetivo era crear un ambiente microfluídico de 6 cm de largo y 1,5 cm de ancho. Una de las superficies dispone de dos puertos de entrada mecanizada que permiten llenar completamente el entorno microfluídico, lo que evita la aparición de burbujas de aire. El sistema ha permitido hacer crecer un prototipo de estructura bidimensional metalorgánica (MOF, por sus siglas en inglés) y de composición Ni3(HITP)2 que forma una capa milimétrica y sin defectos con propiedades de conductividad que actúan a larga distancia en condiciones ambientales.

Hay que tener en cuenta que, hasta ahora, los valores obtenidos con este nuevo método solo se habían conseguido fuera de una atmósfera inerte con pellets preparados bajo altas presiones. «Este nuevo sistema de microgravedad simulada será como un “parque infantil” para químicos, físicos y científicos de materiales que quieran procesar materiales y dispositivos funcionales 2D», concluye Puigmartí.

 

Referencia del artículo

N. Contreras-Pereda et al. «Synthesis of 2D porous crystalline materials in simulated microgravity». Advanced Materials, junio de 2021. Doi: 10.1002/adma.202101777

 

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