Colloidal Solids es un experimento de la Agencia Espacial Europea (ESA) que estudia la dinámica de geles, cristales de proteínas y vidrios, en ausencia de gravedad. Los sistemas coloidales son líquidos con partículas microscópicas en suspensión. La leche, la pintura y los aerosoles pertenecen a este tipo de líquidos.

Úrsula Martínez, doctora del E-USOC, verificando el procedimiento de instalación de la muestra científica utilizando el modelo de ingeniería en la sala limpia del E-USOC.

En Tierra, la gravedad domina el comportamiento de estas partículas, haciendo que sedimenten. Sin embargo, en microgravedad, se hacen visibles las sutiles diferencias en la forma en que las partículas se atraen, revelando cambios en su estructura que la gravedad normalmente ocultaría. 

El experimento Colloidal Solids, desarrollado por Redwire Space en colaboración con el Politecnico de Milán, la Universidad de Montpellier y la Universidad Libre de Bruselas, ha completado su primera misión en la Estación Espacial Internacional (ISS). Mike Fincke, astronauta de la NASA, fue el encargado de instalar el experimento en el Microgravity Science Glovebox de la ESA, un laboratorio que proporciona un área cerrada que permite manipular y observar las muestras, siguiendo los pasos preparados y verificados por los operadores del Centro de Usuarios, Apoyo y Operaciones Español (E-USOC). Además, durante la actividad de tripulación, los operadores del E-USOC responden a todas las dudas que puedan surgir a la tripulación mediante una comunicación en tiempo real y con el apoyo de la NASA.

El astronauta de la ESA Mike Fincke instalando Colloidal Solids en MSG.

El E-USOC, ubicado en el Campus de Montegancedo de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), es el responsable de controlar el experimento de forma remota desde la Tierra. El procedimiento para iniciar el experimento fue el siguiente: Mike Fincke introdujo la muestra con la mezcla de gel. Una vez instalada, el equipo del E-USOC se encargó de modificar las condiciones ambientales de la muestra, aumentando su temperatura y sometiéndola a ciclos de agitación. Durante el proceso, la muestra comenzó a gelificar, revelando los secretos de la formación de geles en ausencia de gravedad. Todos estos pasos son preparados en forma de protocolos científicos durante meses por el equipo del E-USOC en coordinación con los científicos principales del experimento.

Karl Olfe, investigador del E-USOC, ejecutando y controlando los protocolos científicos de la misión mediante el envío de telecomando desde la sala de control del E-USOC.

A través de las imágenes ofrecidas por este experimento (donde las partículas son increíblemente pequeñas, unas mil veces menos que un cabello humano), los científicos pueden observar el origen y la evolución de la estructura de estos geles y determinar la intensidad de las fuerzas entre las partículas en los líquidos. Es imposible obtener imágenes tan detalladas en tierra, donde la estructura del gel desarrolla rápidamente un sedimento debido a la gravedad. 

Comprender el comportamiento de los geles tiene un gran potencial para crear productos estables y duraderos, como medicamentos, pinturas, tintas y soluciones de limpieza. Pero además de esos beneficios industriales en muchos mercados, existe un interés científico por comprender mejor la relación entre la forma, la simetría y la estructura de las partículas.

Ejemplo de imagen científica de la muestra de gel durante el proceso de gelificación en la que se usa interferometría de moteado (speckle interferometry,en inglés) para analizar la gelificación mediante correlación espacio-temporal del proceso.