Um material cristalino que muda de forma em resposta à luz pode formar o coração de novos dispositivos ativados por luz. Os cristais de perovskita têm recebido muita atenção por sua eficiência na conversão da luz solar em eletricidade, mas um novo trabalho de cientistas da KAUST mostra que seus usos potenciais se estendem muito além da camada de captação de luz dos painéis solares.

Fotostrição é a propriedade de certos materiais de sofrerem uma mudança na deformação interna, e, portanto, forma, com exposição à luz. Os materiais fotostritivos orgânicos oferecem a maior mudança de forma até agora relatada em resposta à luz - um parâmetro conhecido como seu coeficiente fototrictivo - mas sua resposta é lenta e instável sob as condições ambientais.

O engenheiro elétrico da KAUST Jr-Hau He e seus colegas procuraram por fototrição em uma nova família de materiais, os perovskitas. "As perovskitas são um dos melhores materiais ópticos, "diz He. Seu trabalho agora mostra que há mais em suas propriedades ópticas interessantes do que a captação de energia solar. Os pesquisadores testaram uma perovskita chamada MAPbBr3 e revelaram que ela tinha um comportamento fotossensível forte e robusto.

Para testar exaustivamente as capacidades de photostriction do material, a equipe desenvolveu um novo método. Eles usaram espectroscopia Raman, que testa as vibrações moleculares dentro da estrutura. Quando banhado pela luz, a fotostrição altera a tensão interna do material, que então muda o padrão interno de vibrações. Ao medir a mudança no sinal Raman quando o material foi colocado sob pressão mecânica, a equipe poderia calibrar a técnica e, assim, usá-la para quantificar o efeito da fotostrição.

"Demonstramos que a espectroscopia Raman in situ com microscopia confocal é uma ferramenta de caracterização poderosa para medir convenientemente a deformação de rede fotoinduzida intrínseca, "diz Tzu-Chiao Wei, um membro da equipe. "A mesma abordagem pode ser aplicada para medir a fotosstrição em outros materiais, " ele adiciona.

O material perovskita provou ter um coeficiente de fotostrição significativo de 1,25%. Os pesquisadores também mostraram que a fotostrição da perovskita se devia em parte ao efeito fotovoltaico - o fenômeno que está no cerne da maioria das operações de células solares. A geração espontânea de cargas positivas e negativas quando a perovskita é banhada em luz polariza o material, que induz um movimento nos íons dos quais o material é feito.

A fotosstrição robusta e estável da perovskita a torna útil para uma variedade de dispositivos possíveis, diz Wei. "Usaremos este material para fabricar dispositivos optoeletrônicos de próxima geração, incluindo dispositivos comutáveis ​​remotos sem fio e outros aplicativos controlados por luz, " ele diz.