Novo material transforma luz de baixa energia em luz de alta energia

Materiais Avanados

Redação do Site Inovação Tecnológica – 29/06/2023

De clulas solares a carros autnomos

Partindo de componentes largamente usados nas telas de TVs OLED, qumicos conseguiram sintetizar uma classe inteiramente nova de materiais capazes de absorver luz de baixa energia e transform-la em luz de alta energia.

Ao mover eltrons entre seus componentes orgnicos e inorgnicos, e fazer isto com alta eficincia, este novo material compsito ter inmeras aplicaes, como tornar os painis solares mais eficientes, deixar as imagens mdicas mais ntidas e melhorar os culos de viso noturna.

“Este processo nos d uma maneira totalmente nova de projetar materiais,” disse o professor Sean Roberts, da Universidade do Texas em Austin, nos EUA. “Ele nos permite pegar duas substncias extremamente diferentes, silcio e molculas orgnicas, e lig-las com fora suficiente para criar no apenas uma mistura, mas um material hbrido totalmente novo, com propriedades completamente distintas de cada um dos dois componentes.”

Entre as propriedades obtidas pela equipe est a capacidade de transformar ftons de comprimento de onda longo – o tipo encontrado na luz vermelha, que tende a viajar bem atravs de tecidos, nvoa e lquidos – em ftons azuis ou ultravioleta, de comprimento de onda curto – do tipo que geralmente faz os sensores funcionarem ou induz uma ampla gama de reaes qumicas.

Isso significa que o material pode ser til em novas tecnologias to diversas quanto bioimagem, impresso 3D baseada em luz e sensores de luz, que podero ser usados para ajudar carros autnomos viajar atravs de nevoeiros, por exemplo.

Pegar luz de baixa energia e aumentar essa energia tambm pode ajudar a aumentar a eficincia das clulas solares, permitindo que elas capturem a luz infravermelha prxima (NIR), que normalmente passa por elas sem gerar eletricidade. Pelos clculos da equipe, capturar a luz de baixa energia poderia reduzir o tamanho dos painis solares em 30%, ou aumentar sua produo de eletricidade na mesma proporo mantendo o tamanho.

Converso ascendente

Inicialmente, a equipe descobriu como conectar o antraceno, uma molcula orgnica que pode emitir luz azul, com o silcio, o material usado nos painis solares e na maioria dos semicondutores.

Enquanto tentavam ampliar a interao entre esses dois materiais, os pesquisadores desenvolveram um mtodo para forjar pontes eletricamente condutoras entre o antraceno e os nanocristais de silcio.

A forte ligao qumica resultante aumenta a velocidade com que as duas molculas podem trocar energia, quase dobrando a eficincia na converso de luz de baixa energia em luz de alta energia.

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