Simuleret mikrogravitationssystem skabt til at eksperimentere med materialer

Krystalliseringsundersøgelser udført i rumlaboratorier, som er dyre og uoverkommelige for de fleste forskningslaboratorier, viste de værdifulde virkninger af mikrogravitation under krystalvækstprocessen og morfogenese af materialer. Nu, en forskningsundersøgelse ledet af et videnskabeligt team ved universitetet i Barcelona, har skabt en let og effektiv metode til at opnå forsøgsbetingelser med mikrogravitation på Jorden, der simulerer dem i rummet. Resultaterne blev offentliggjort i tidsskriftet Avancerede materialer i en artikel fremhævet på forsiden.

For at få disse simulerede mikrogravitationsbetingelser, forskerne brugte specialfremstillede mikrofluidiske enheder. Dette er instrumenter, der bruger små mængder væske på en mikrochip til at udføre laboratorietests. Med disse enheder, de 2D porøse krystallinske molekylstrukturer er blevet skabt (dannet af et lag atomer). Ifølge Josep Puigmartí Luis, ICREA -forsker ved Institut for Fysisk Kemi og medlem af Institute of Theoretical and Computational Chemistry (IQTCUB), "vi bekræftede, at eksperimenterne under disse simulerede mikrogravitationsbetingelser har en hidtil uset virkning på orienteringen, kompakthed og dannelse af 2D krystallinske og porøse materialer. "

For at oprette dette nye system, forskergruppen, som regner med deltagelse af medlemmer af Catalan Institute of Nanoscience and Nanotechnology (ICN2) og Institute of Materials Science of Barcelona (ICMAB-CSIC), designet en mikrofluid enhed, der består af to sammenkoblede substrater med en fin silikone film med varierende tykkelser (fra 200 til μm). Målet var at skabe et mikrofluidisk miljø på 6 cm langt og 1,5 cm bredt. En af overfladerne har to maskinindløbsporte, der muliggør fuldstændig fyldning af det mikrofluidiske miljø og forhindrer udseende af luftbobler. Systemet muliggjorde væksten af ​​en 2D metalorganic framework prototype (MOF), som danner et millimetrisk lag uden defekter med konduktivitetsegenskaber, der virker på lang afstand under miljøforhold. Forskningsgruppen brugte lyslinjen NCD-SWEET fra ALBA Synchrotron til at studere krystallinitet, struktur og orientering af det skabte 2D -materiale.

"Den rumlig-tidsmæssige kontrol i væksten af ​​dette materiale opnået med de simulerede mikrogravitationsbetingelser er uden fortilfælde i den videnskabelige litteratur. Den mikrofluidiske enhed har givet os mulighed for at udvikle centimeter lange tynde lag og studere materialets tidligere ubeskrevne elektroniske egenskaber, "forklarer Noemí Contreras Pereda, fra ICN2.

Til dato, den opnåede værdi med denne nye metode var blevet opnået uden for en inert atmosfære med pellets fremstillet under højt tryk. "Dette nye simulerede mikrogravitationssystem vil være som en 'legeplads' for kemikere, fysikere, og materialeforskere, der ønsker at behandle 2D -funktionelle enheder og materialer, "slutter Contreras Pereda.