L’investigador de la UPC Lluís Jofre Cruanyes rep un ajut ERC Starting Grant per crear la primera generació de prototips de turbulència en xip per transferir energia
Fomentar la recerca d’excel·lència a Europa
Els ajuts Starting Grant són una iniciativa de l’European Research Council (ERC) per fomentar la recerca de més alta qualitat a Europa i donar suport a la investigació fronterera impulsada per investigadors i investigadores en tots els camps. En aquesta edició, s’han concedit 619 milions d’euros a projectes de 397 investigadors i investigadores novells de 22 països de la Unió Europea o països socis, 13 dels quals treballen en centres de recerca i universitats catalanes: la UPC (1), la Universitat Pompeu Fabra (4), el Centre de Regulació Genòmica (3), la Universitat de Barcelona (2), l’Institut de Recerca Biomèdica (2) i la Universitat Autònoma de Barcelona (1).
Aquest finançament ajudarà els investigadors i investigadores joves a posar en marxa els projectes, a crear els equips i a posar en pràctica recerca innovadora. Les propostes seleccionades abasten totes les disciplines de la recerca, des de les aplicacions mèdiques de la intel·ligència artificial, el control de la matèria mitjançant la llum o el disseny d’un règim jurídic per un màrqueting d’influenciadors honest. Es calcula que els ajuts donaran lloc a més de 2.000 llocs de treball per a becaris postdoctorals, estudiants de doctorat i altre personal de les institucions d’acollida. El 43% de les subvencions s’han concedit a dones investigadores, una proporció superior al 37% del 2020 i que és, de fet, la més alta fins ara. En total, en aquesta edició s’han rebut 4.000 propostes.
L’investigador i professor Lluís Jofre Cruanyes ha estat distingit amb un ajut Starting Grant de l’European Research Council (ERC) per crear tecnologies i solucions energètiques disruptives que permetran, entre altres, desenvolupar la propera generació de sistemes de conversió d'energia i tecnologies de propulsió aeroespacial. En aquest marc, es desenvoluparan de forma pionera prototips de turbulència en xip, uns dispositius que tindrien un rendiment potencial cent vegades superior a la tecnologia actual.
12/01/2022
Els xips microfluídics són dispositius tecnològics que estan revolucionant la recerca en camps com la química, la biotecnologia o les ciències ambientals. Es tracta de microsistemes que integren diferents funcions en un xip de la mida d’un cabell humà o una cèl·lula, amb aplicacions tan diverses com diagnosticar malalties, detectar traces químiques o analitzar la contaminació atmosfèrica.
No obstant això, les oportunitats tecnològiques que permet la miniaturització de sistemes no ha estat encara aprofitada per millorar processos relacionats amb l’energia. Això és degut principalment al comportament laminar dels fluids a la microescala, ja que, en aquestes condicions, els fluids es comporten de manera diferent a com ho fan en condicions macroscòpiques, i donen lloc a taxes baixes de mescla i transferència.
L’absència de turbulència a escales microfluídiques és un problema central sense resoldre en la ciència de fluids tèrmics, conegut com la ‘frontera microfluídica’. Superar aquesta frontera és l’objectiu principal del projecte SCRAMBLE - Turbulence-On-a-Chip: Supercritically Overcoming the Energy Frontier in Microfluidics, liderat per Lluís Jofre Cruanyes, investigador Beatriz Galindo del Grup de Recerca en Ciència i Enginyeria de Fluids (GReCEF) i professor del Departament de Mecànica de Fluids a l’Escola d'Enginyeria de Barcelona Est (EEBE) de la Universitat Politècnica de Catalunya · BarcelonaTech (UPC).
En aquest marc, l’ajut Starting Grant atorgat per l’European Research Council (ERC) permetrà, per primera vegada, miniaturitzar la ‘turbulència en un xip’, induint un flux turbulent en microxips mitjançant l’ús de fluids supercrítics a alta pressió. Es tracta d’un nou enfocament que aprofita les propietats termofísiques híbrides dels fluids a pressions supercrítiques –en què es combinen propietats de líquid i gas– per activar/desactivar el flux turbulent modulant la temperatura i/o la pressió del fluid.
Primera generació de prototips de turbulència en xip
El projecte SCRAMBLE pretén redefinir els límits físics establerts durant les últimes dècades en la ciència i enginyeria de la microfluídica. Com a resultat de la recerca, es dissenyarà, fabricarà i provarà una primera sèrie de prototips de turbulència en xip per transferir energia, amb aproximadament cent vegades més eficiència de mesclat i transferència que els microdispositius estàndard.
A mitjà i llarg termini, la tecnologia proposada podria permetre la miniaturització eficient de cicles termodinàmics per a la generació d'energia, la reconceptualització de la propera generació de processadors i semiconductors –amb millor capacitat de refrigeració– i l'adopció de noves solucions microfluídiques per a sistemes de transport i propulsió, entre altres aplicacions.
Segons explica l’investigador Lluís Jofre Cruanyes, “la combinació de microfluídica, turbulència i fluids supercrítics que es vol estudiar és un camp inexplorat amb un gran potencial per obtenir nous coneixements i desenvolupar tecnologies i solucions energètiques disruptives; per exemple, desenvolupar la propera generació de sistemes de conversió d'energia (turbines de gas, cicles de Rankine o energia de biomassa) i tecnologies de propulsió aeroespacial”. Aquesta tecnologia també serà clau en el desenvolupament de les futures bombes de calor, els refrigeradors i les màquines tèrmiques de tamany microscòpic, així com en els dispositius d'emmagatzematge d’energia i bateries.
Per al desenvolupament del projecte, l’ajut Starting Grant atorga una subvenció d’1,5 milions d’euros al llarg dels propers cinc anys.
