En el Laboratorio se realiza investigación de carácter transdisciplinario balanceando el trabajo teórico, experimental y de campo en diferentes aspectos atmosféricos y planetarios entre los que destacan: (1) química de altas energías en la troposfera de Titán; (2) propiedades físicas y químicas de aerosoles en la atmósfera de Titán; (3) fisicoquímica de relámpagos de tormenta y erupciones volcánicas y su impacto en el origen y evolución de la vida; (4) formación de compuestos orgánicos en ambientes hidrotermales de Europa; (5) búsqueda de suelos análogos marcianos en la Tierra; (6) búsqueda de vida en Marte; (7) exploración robótica de Marte; (8) terraformación de Marte; y (9) contaminación ambiental y cambio climático global.
Proyectos de Investigación
Misión Extendida Fase 1 del Laboratorio de Ciencia en Marte de la NASA.
SEP-CONACYT 220626: Búsqueda de vida pasada en la montaña Sharp por el Laboratorio de Ciencia de Marte de la NASA.
DGAPA-UNAM IN106013: Búsqueda de compuestos orgánicos en el suelo y rocas del interior del Cráter Gale por el Laboratorio de Ciencia de Marte.
Infraestructura con la que cuenta el laboratorio
Preparación de atmósferas planetarias simuladas. Se cuenta con una red de distribución de 12 líneas de acero inoxidable para gases (H2, He, Ar, CH4, CO, CO2, N2, O2, H2S, NH3, aire y dos líneas para otros gases) conectados a una mezcladora capaz de preparar una solución gaseosa de hasta 8 componentes en un porcentaje entre 2-100%. Se cuenta con 3 tanques de acero inoxidable para su almacenamiento controladas con una línea de vacío con medidores de vacío-presión (10 8 a 103 mbar) y presión positiva (0-60 Psi), y un sistema neumático de seguridad.
Simulación de relámpagos y otras descargas atmosféricas. Se utiliza un láser pulsado de Nd: YAG de 600 mJ por pulso de Continuum para generar un plasma de más de 30,000 grados centígrados para simular a microescala relámpagos. Además se cuenta con diferentes fuentes de alto voltaje para simular descargas eléctricas tipo chispa, corona y luminosa.
Simulación de ventilas hidrotermales. Se utiliza un reactor Parr de acero inoxidable de medio litro capaz de soportar altas temperaturas (500 grados centígrados) y altas presiones (5000 bar). El reactor tiene un agitador de líquidos y mezclas de sólidos/líquidos capaz de introducir el gas de la parte superior al fondo del reactor.
Plataforma de Espectrometría de Masas Cuadropolar. Se cuenta con plataforma de espectrometría de masas HP 5989B tipo cuadrupol con rango espectral de 10 a 2,000 umas y detección de iones negativos y positivos mediante impacto electrónico y ionizacíon química de Hewlett Packard, actualmente Agilent Technologies. Dicho equipo cuenta con acoples a un cromatógrafo de gases. Este equipo está especialmente adaptado para el muestreo automático y análisis de gases, operando en condiciones criogénicas, y el análisis de sólidos mediante su volatilización con un pirolizador.
Cromatografía de gases acoplado a masas (CG/MS/MS). Espectrómetro de masas por trampa de iones modelo 4000 de Varian, con ionización tanto interna como externa por impacto de electrones (EI), ionización química positiva y negativa (PCI, NCI), ionización química tipo híbrida positiva y negativa, monitoreo por ion selectivo, masas-masas y masas a la n. Su intervalo de masas es de 10 a 1000 Daltones y su velocidad de barrido es de 5000 a 10000 unidades por segundo. Cromatógrafo de gases modelo 3800, con dos inyectores capilares Split-Splittles uno de ellos con temperatura programada (-99 a 350°C), Loop para muestreo de gases y válvula para elegir columna. Horno cromatográfico que puede operar de -99 a 450°C con capacidad para dos columnas. Dos detectores, uno que es propiamente el espectrómetro de masas VARIAN 4000 y otro de conductividad térmica. Adicionalmente el equipo cuenta con un automuestreador COMBIPAL para la inyección de muestras liquidas y por análisis de vapor sobrenadante Head Space.
Cromatografía de gases acoplado a detector de masas (CG/MS). El sistema de separación es un cromatógrafo de gases (Agilent Technologies 7890A GC system) para el análisis de gases, líquidos, y sólidos. Para el análisis de sólidos el cromatógrafo está acoplado a un pirolizador de la serie 5000 de CDS. Cuenta con dos columnas: CP-PorabondQ para el análisis de gases e hidrocarburos C1-C8, y HP-1 para el análisis de moléculas orgánicas mayores a C6. El sistema de detección es un detector de masas de tipo cuadrupolo (Agilent Technologies 5975C inert XL EL/CI MSD con un detector Triple Axis) que opera en modos de impacto electrónico y ionización química.
Micro-Cromatógrafo de gases portátil. Se cuenta con un micro-GC Modelo CP-4900 con cuatro módulos de análisis marca VARIAN, el cual incluye: dos entradas para muestras gaseosas independientes, dos cilíndros para gas acarreador con sistemas neumáticos independientes y cinco módulos de análisis independientes con detector de conductividad que se describen a continuación. Módulo de análisis con columna de malla molecular 5A PLOT de 20 metros de longitud y 0.32 mm de diámetro interno, con inyector calentado y válvula de inversión de flujo. Módulo de análisis con columna de CP-Sil 5 CB de 8 metros de longitud y 0.15mm de diámetro interno, con inyector calentado. Módulo de análisis con columna de PoraPLOT Q de 10 metros de longitud y 0.15 mm de diámetro interno, con inyector calentado. Módulo de análisis con columna de HayeSep 0.4 metros de longitud y 0.15nmm de diámetro interno, con inyector calentado y válvula de inversión de flujo. Módulo de análisis con columna de CP-Wax 52 CB de 4 metros de longitud y 0.25 mm de diámetro interno, con inyector calentado y válvula de inversión de flujo.
Analizador Térmico acoplado a Espectroscopias Infrarroja y de Masas. Se cuenta con un analizador Térmico Simultáneo Netzsch STA 449 F1 Júpiter para realizar la medición simultánea TGA-DTA/DSC flujo de calor (Calorimetría Diferencial de Barrido) y cambios de peso (termogravimetría) en diferentes materiales en función de la temperatura o el tiempo en una atmósfera controlada (He, N2, He/O2, He/H2) para estudiar de manera simultánea las propiedades físico-químicas de estos dos materiales. Los gases y vapores emergentes por la descomposición de los materiales es monitoreada en línea con acoples del analizador térmico a un espectrómetro de infrarrojo con transformada de Fourier Bruker Tensor 27 y un espectrómetro de masas Netzsch QMS 403 C Aeolos. El sistema cuenta con un equipo de inyección controlada de gases Pulse TA para realizar calibraciones de las señales. El analizador posee dos hornos para realizar un estudio térmico desde -150 a 1550°C.
