创建模拟微重力系统以试验材料

在空间实验室进行的结晶研究对大多数研究实验室来说既昂贵又负担不起，显示出微重力在晶体生长过程和材料形态发生过程中的宝贵影响。现在，由巴塞罗那大学科学团队领导的一项研究创造了一种简单有效的方法，可以在地球上模拟太空中的微重力实验条件。结果发表在《先进材料》杂志的封面上突出显示的一篇文章中。

为了获得这些模拟的微重力条件，研究人员使用了定制的微流体设备。这些是在微芯片上使用少量液体进行实验室测试的仪器。使用这些设备，已经创建了二维多孔晶体分子结构(由一层原子形成)。根据物理化学系 ICREA 研究员、理论与计算化学研究所 (IQTCUB) 成员 Josep Puigmartí Luis 的说法，“我们证实，这些模拟微重力条件下的实验对二维结晶和多孔材料。”

为了创建这个新系统，研究团队依靠加泰罗尼亚纳米科学与纳米技术研究所 (ICN2) 和巴塞罗那材料科学研究所 (ICMAB-CSIC) 的成员的参与，设计了一种微流体装置，该装置由两个具有可变厚度(从 200 到 μm)的精细有机硅薄膜相互连接的基材。目标是创造一个长 6 厘米、宽 1.5 厘米的微流体环境。其中一个表面有两个机器入口，可以完全填充微流体环境并防止气泡的出现。该系统实现了二维金属有机框架原型 (MOF) 的生长，该原型形成了一个没有缺陷的毫米层，具有导电性能，可在环境条件下长距离作用。

“在模拟微重力条件下获得的这种材料生长的时空控制在科学文献中是前所未有的。微流体装置使我们能够开发厘米长的薄层并研究以前未描述的材料的电子特性，”来自 ICN2 的 Noemí Contreras Pereda 解释道。

迄今为止，使用这种新方法获得的值是在惰性气氛之外通过高压制备的颗粒实现的。Contreras Pereda 总结道：“对于想要处理 2D 功能设备和材料的化学家、物理学家和材料科学家来说，这种新的模拟微重力系统就像一个‘游乐场’。”

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