Estudios de cristalización realizados en laboratorios espaciales, que son costosos e inasequibles para la mayoría de los laboratorios de investigación, mostró los valiosos efectos de la microgravedad durante el proceso de crecimiento de cristales y la morfogénesis de materiales. Ahora, un estudio de investigación dirigido por un equipo científico de la Universidad de Barcelona, ha creado un método fácil y eficiente para lograr condiciones de experimentación de microgravedad en la Tierra que simulan las del espacio. Los resultados fueron publicados en la revista Materiales avanzados en un artículo destacado en su portada.

Para obtener estas condiciones de microgravedad simuladas, los investigadores utilizaron dispositivos de microfluidos hechos a medida. Estos son instrumentos que utilizan pequeñas cantidades de fluidos en un microchip para realizar pruebas de laboratorio. Con estos dispositivos, Se han creado las estructuras moleculares cristalinas porosas 2D (formadas por una capa de átomos). Según Josep Puigmartí Luis, Investigador ICREA del Departamento de Química Física y miembro del Instituto de Química Teórica y Computacional (IQTCUB), "Confirmamos que los experimentos en estas condiciones de microgravedad simuladas tienen efectos sin precedentes en la orientación, compacidad y generación de materiales cristalinos y porosos 2D ".

Para crear este nuevo sistema, el equipo de investigación, que cuenta con la participación de miembros del Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología (ICN2) y del Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB-CSIC), diseñó un dispositivo de microfluidos que consta de dos sustratos entrelazados con una fina película de silicona con espesores variables (de 200 a μm). El objetivo era crear un entorno microfluídico de 6 cm de largo y 1,5 cm de ancho. Una de las superficies tiene dos puertos de entrada de la máquina que permiten el llenado completo del entorno microfluídico y evitan la aparición de burbujas de aire. El sistema permitió el crecimiento de un prototipo de estructura metalorgánica 2D (MOF), que forma una capa milimétrica sin defectos con propiedades de conductividad que actúan a gran distancia en condiciones ambientales. El grupo de investigación utilizó la línea de luz NCD-SWEET del Sincrotrón ALBA para estudiar la cristalinidad, estructura y orientación del material 2D creado.

“El control espacio-temporal en el crecimiento de este material obtenido con las condiciones de microgravedad simuladas no tiene precedentes en la literatura científica. El dispositivo de microfluidos nos ha permitido desarrollar capas delgadas de centímetros de largo y estudiar las propiedades electrónicas del material no descritas anteriormente. "explica Noemí Contreras Pereda, de ICN2.

Hasta la fecha, el valor obtenido con este nuevo método se había logrado fuera de una atmósfera inerte con pellets preparados a altas presiones. "Este nuevo sistema de microgravedad simulada será como un 'patio de recreo' para los químicos, físicos, y científicos de materiales que quieran procesar dispositivos y materiales funcionales 2D, ", concluye Contreras Pereda.