Expandiendo los ámbitos de aplicación de soluciones tecnológicas novedosas

El proyecto TNSI cuenta entre sus actividades la exploración y extensión del uso de tecnologías propietarias de las PYMES y Spin-off del consorcio TNSI. En base a sendos acuerdos de colaboración, el año pasado BihurCrystal cedió un novedoso sistema de inyección de líquidos en vacío, ALI, al sincrotrón ALBA para la realización de tests. Tras la instalación y pruebas off-line, el sistema ALI de ALBA se ha utilizado en un primer experimento con radiación sincrotrón, para depositar marcadores moleculares sobre superficies cristalinas y materiales bidimensionales. El experimento, propuesto por el grupo del Centro de Física de Materiales (CFM) del CSIC, ha contado con la colaboración además de científicos del ICMA de Zaragoza y el sincrotrón ALBA, y de personal de la empresa BihurCrystal. Desde hoy, el sistema ALI se ofrece en periodo de pruebas a los socios del proyecto TNSI y sus colaboradores científicos.

El nodo científico-tecnológico TNSI conecta ya spin-offs, pymes, varios centros de investigación, universidades e instalaciones científicas singulares de esta región, creando oportunidades para la integración de soluciones tecnológicas y el establecimiento de un conocimiento especializado compartido. Un paso adelante en este sentido ha sido la integración en el ámbito sincrotrón del exclusivo sistema de inyección líquida de moléculas de la empresa Bihurcrystal, que ha contado con el soporte económico de los fondos FEDER a través del proyecto TNSI (Programa Interreg-POCTEFA).

Foto: (Izquierda) El novedoso sistema de inyección líquida ALI de Bihur. (Derecha) El sistema ALI integrado en la línea BOREAS del sincrotrón ALBA rodeado de socios del consorcio TNSI-Poctefa.

La integración se ha realizado en el laboratorio de luz de sincrotron ALBA en la línea de luz Boreas. El equipo de Bihurcrystal ensambló y comprobó el correcto funcionamiento de un sistema ALI completo, incluyendo el sistema de válvula pulsada para la deposición en ultra alto vacío y una electrónica avanzada de control. Este trabajo fue ejecutado principalmente por el experto en el producto Rubén González. Por su parte un amplio equipo de ALBA realizó la instalación y pruebas, con Antonio Carballedo liderando tareas de diseño e integración, y Pierluigi Gargiani y Alejandro Enrique aspectos técnicos, tests y el ensamblaje, y Manuel Valvidares colaborando en la supervisión. Para la integración del ALI se instalaron equipamientos nuevos de interfaz y manipulación permitiendo la deposición y la transferencia de la muestra en el manipulador de medidas con rayos X sin romper el ambiente de ultra alto vacío.

Una vez superados los test iniciales, el equipamiento se ha ofrecido a los socios del proyecto TNSI y sus colaboradores científicos. Celia Rogero, científica titular en el Centro de Física de Materiales del CSIC, tomó el reto de proponer un primer experimento empleando la tecnología ALI de Bihurcrystal para la caracterización de unos marcadores fluorescentes. El experimento realizado por el equipo del CFM consistió en la deposición y caracterización in-situ de las muestras. Les acompañaron en esta actividad Rubén González de la empresa Bihurcrystal, así como Leyre Hernández, Jorge Lobo y Fernando Bartolomé del Instituto de Ciencia de Materiales de Zaragoza. El propósito de su presencia era múltiple, puesto que tanto el personal de la PYME como la estudiante de doctorado, Leyre Hernández, obtuvieron una formación introductoria al uso de las técnicas sincrotrón accesibles en la línea de luz BOREAS, actividad propuesta también en el marco del proyecto TNSI.

El primer objetivo del experimento era verificar mediante técnicas de absorción de rayos X la deposición de unas moléculas marcadoras fluorescentes cuya sublimación en vacío el grupo del CFM ha demostrado no viable, pero cuya deposición puede tener importantes aplicaciones prácticas para la detección de iones. La deposición de las moléculas se realizó sobre la superficie de un material bidimensional magnético cuyo crecimiento ha sido realizado en las instalaciones del CFM y transportado en condiciones de vacío a la campana de BOREAS. Mediante la absorción de rayos X polarizados linealmente en los umbrales de Oxigeno y Nitrogeno (Imagen 1), una de las técnicas disponibles en la línea de luz BOREAS, se ha podido verificar la correcta deposición de las moléculas y el orden isotrópico de las mismas.

Imagen 1: Espectros de absorción de rayos X polarizados linealmente en los umbrales de Oxígeno (izq.) y Nitrógeno (dch.), investigando la deposición de moléculas marcadoras fluorescentes.

Por otro lado en el experimento se investigó si la presencia de las moléculas alteraba las propiedades magnéticas de los materiales bidimensionales crecido por el grupo del CFM, en concreto capas ultrafinas de  di-bromuro de Níquel (NiBr2) crecidas en oro. De nuevo mediante la aplicación de la absorción de rayos X, esta vez polarizados circularmente,  en los umbrales de Níquel, el elemento químico que determina las propiedades magnéticas de la capa, ha sido posible investigar la evolución química y magnética del sustrato de deposición molecular.

Imagen 2: Espectros de Absorción de rayos X investigando las propiedades magnéticas de los átomos de Nickel en el material bidimensional NiBr crecido en el CFM, antes y después de la deposición de las moléculas mediante el sistema ALI de Bihurcrystal

El exitoso experimento, cuyo desarrollo ha sido posible por las sinergias generadas entre los grupos de investigación y Pymes en el marco del proyecto TNSI-Poctefa, abre las puertas a la explotación del sistema de deposición ALI de Bihurcrystal en el marco de los experimentos con luz de sincrotrón.