Por Ximena Hernández. Fotos: Leandro Martínez

El Laboratorio de Cristalografía Aplicada (LCA) de la Escuela de Ciencia y Tecnología (ECyT) de la UNSAM hará investigación fisicoquímica estructural de sistemas materiales para diversos usos. Se inauguró el 25 de abril de 2019 en el Labocluster del Campus Miguelete con la presencia del rector Carlos Greco y de autoridades de la Escuela.

El flamante espacio inició sus actividades con la llegada de dos equipos de última tecnología: un difractómetro de rayos X de polvos y un equipo de dispersión de rayos X a bajo ángulo y ultrabajo ángulo. “La idea es que estos equipos sean un aporte para la investigación en diversas áreas y que trabajen con distintos materiales”, dice Diego Lamas, responsable del Laboratorio.

Los equipos, que permitirán aplicar técnicas de lo más versátiles, no solo sirven para el estudio de materiales inorgánicos (cerámicos, metales, materiales compuestos, materiales mesoporosos, etc.), sino también para el estudio estructural de materia condensada incluyendo sistemas “blandos” como polímeros, geles, coloides y proteínas en suspensión, entre otros.

“La difracción de rayos X de polvos es una técnica que se basa en el estudio del orden de átomos o moléculas en sistemas sólidos, lo que permite identificar compuestos, diferenciar fases de un mismo compuesto y cuantificar concentraciones”, explica Lamas. “La dispersión de rayos X a bajo ángulo, en cambio, brinda información estructural en la escala del nanómetro permitiendo evaluar la morfología de los materiales”.

Existen muy pocos equipos de SAXS especializados y disponibles en América Latina. “De hecho, este es el primero del país con la posibilidad de acceder a ángulos ultrabajos. Es decir que el equipo cubre una necesidad requerida por la comunidad”, dice Cristian Huck Iriart, miembro e investigador del LCA.

El alcance de los equipos es muy amplio: su uso podrá aplicarse a las industrias minera, cementera, cerámica, metalúrgica, petrolera, farmacéutica, cosmética, alimentaria, agropecuaria, electrónica y aeroespacial, entre otras. “Nuestro Laboratorio se incorporará a la red del Sistema Nacional de Rayos X para que toda la comunidad científica haga uso de estas herramientas”, cuenta Lamas.

De izq. a der.: Carlos Greco, Cristian Huck Iriart, Federico Golmar y Diego Lamas

Rayos X en acción

“La leche es un sistema heterogéneo e inestable denominado ‘emulsión’”, explica Huck Iriart. “En una emulsión encontramos pequeñas gotas de aceite dispersadas en agua por medio de un trabajo externo. También encontramos unas proteínas llamadas ‘caseínas’, encargadas de estabilizar esa dispersión. Esas proteínas son muy complejas, dado que se ensamblan para dar lugar a grandes estructuras macromoleculares. Se ha demostrado que empleando derivados de caseínas en formulaciones sintéticas esa estructura supramolecular fija el mecanismo por el cual la emulsión se desestabilizará. En este sentido, el análisis estructural mediante la técnica de SAXS perfecciona el desarrollo racional de emulsiones a base de caseínas”.

Otro caso es el de los helados, que son derivados lácteos. La sensación en el paladar depende de la formación de pequeños cristales de grasa en la emulsión a bajas temperaturas, por lo que el proceso de cristalización siempre define la calidad del producto. “En este caso, entra en juego la difracción de rayos X, que permite analizar tanto la fase cristalina de la grasa como el tamaño de los cristales que se forman. Si en el proceso se generan cristales muy grandes, se rompe la emulsión, lo que resulta en un helado de baja calidad”, dice Huck Iriart.

Existen numerosos ejemplos en los que el uso de estas técnicas de rayos X permite resolver distintos problemas industriales. Su aplicación también es clave en diversos campos de la investigación científica y tecnológica, los cuales requieren estudios complementarios de los materiales.