Pesquisadores do Laboratório de Eletrônica Orgânica da Universidade de Linköping desenvolveram um método e um material que gera um impulso elétrico quando a luz oscila do sol para a sombra e vice-versa. Como resultado, pode ser possível, no futuro, colher energia com a ajuda de folhas balançando ao vento

"As plantas e seus sistemas de fotossíntese estão continuamente sujeitos a flutuações entre o sol e a sombra. Nós nos inspiramos nisso e desenvolvemos uma combinação de materiais em que as mudanças no aquecimento entre o sol e a sombra geram eletricidade, "diz Magnus Jonsson, docente e pesquisador principal do grupo de pesquisa em fotônica orgânica e nano-óptica do Laboratório de Eletrônica Orgânica, Linköping University.

Os resultados, que foram verificados em experimentos e simulações de computador, foram publicados em Materiais Óticos Avançados .

Juntamente com pesquisadores da Universidade de Gotemburgo, Magnus Jonsson e sua equipe desenvolveram anteriormente pequenas nanoantenas que absorvem a luz solar e geram calor. Eles publicaram um artigo juntos em Nano Letras em 2017, descrevendo como as antenas, quando incorporadas ao vidro da janela, podem reduzir os riachos de frio e economizar energia. As antenas, com dimensões da ordem de dezenas de nanômetros, reagem à luz infravermelha próxima e geram calor.

Mina Shiran Chaharsoughi, Ph.D. estudante do grupo de Magnus Jonsson, agora desenvolveu ainda mais a tecnologia e criou um minúsculo gerador óptico combinando as pequenas antenas com um filme piroelétrico. Em tal filme, uma voltagem elétrica se desenvolve através do material quando ele é aquecido ou resfriado. A mudança de temperatura faz com que as cargas se movam e a geração de uma corrente elétrica no circuito.

As antenas consistem em pequenos discos de metal, neste caso, nanodiscos de ouro, com um diâmetro de 160 nm (0,16 micrômetros). Eles são colocados em um substrato e revestidos com um filme polimérico para criar as propriedades piroelétricas. "As nanoantenas podem ser fabricadas em grandes áreas, com bilhões de pequenos discos uniformemente distribuídos pela superfície. O espaçamento entre os discos em nosso caso é de aproximadamente 0,3 micrômetros. Usamos ouro e prata, mas também podem ser fabricados em alumínio ou cobre, "diz Magnus Jonsson.

As antenas geram calor que é então convertido em eletricidade com o auxílio do polímero. É necessário primeiro polarizar o filme de polímero para criar um dipolo através dele, com uma diferença clara entre carga positiva e negativa. O grau de polarização afeta a magnitude da energia gerada, enquanto a espessura do filme de polímero parece não ter qualquer efeito.

"Nós forçamos a polarização no material, e permanece polarizado por muito tempo, "diz Mina Shiran Chaharsoughi. Chaharsoughi realizou um experimento para demonstrar o efeito claramente, segurando um galho com folhas no fluxo de ar de um ventilador. O movimento das folhas criava luz do sol e sombra no gerador óptico, que por sua vez produzia pequenos pulsos elétricos e alimentava um circuito externo.

"A pesquisa está em um estágio inicial, mas podemos no futuro ser capazes de usar as flutuações naturais entre o sol e a sombra nas árvores para colher energia, "diz Magnus Jonsson.

As aplicações mais acessíveis podem ser encontradas na pesquisa óptica, como a detecção de luz em escala nanométrica. Outras aplicações podem ser encontradas em computação óptica.