Fibra Óptica de Perovskita Organometálica Monocristalina. Crédito:Dr Lei Su
Devido à sua alta eficiência no transporte de cargas elétricas da luz, as perovskitas são conhecidas como o material de próxima geração para painéis solares e displays de LED. Uma equipe liderada pelo Dr. Lei Su na Universidade Queen Mary de Londres agora inventou uma nova aplicação de perovskitas como fibras ópticas. Os resultados são publicados em
Science Advances .
As fibras ópticas são pequenos fios tão finos quanto um cabelo humano, nos quais a luz viaja a uma velocidade super rápida – 100 vezes mais rápido que os elétrons nos cabos. Essas minúsculas fibras ópticas transmitem a maioria dos nossos dados de internet. Atualmente, a maioria das fibras ópticas são feitas de vidro. A fibra óptica de perovskita feita pela equipe do Dr. Su consiste em apenas um pedaço de um cristal de perovskita. As fibras ópticas têm uma largura de núcleo tão baixa quanto 50 μm (o tamanho de um cabelo humano) e são muito flexíveis - podem ser dobradas em um raio de 3,5 mm
Em comparação com suas contrapartes policristais, as perovskitas organometálicas de cristal único são mais estáveis, mais eficientes, mais duráveis e têm menos defeitos. Os cientistas têm, portanto, procurado fabricar fibras ópticas de perovskita de cristal único que possam trazer essa alta eficiência às fibras ópticas.
Dr. Su, leitor de fotônica da Universidade Queen Mary de Londres, disse:"As fibras de perovskita de cristal único podem ser integradas às redes de fibra óptica atuais, para substituir componentes-chave neste sistema - por exemplo, em conversões de energia e laser mais eficientes, melhorando a velocidade e a qualidade de nossas redes de banda larga."
A equipe do Dr. Su foi capaz de crescer e controlar com precisão o comprimento e o diâmetro de fibras de perovskita organometálicas de cristal único em solução líquida (que é muito barata de executar) usando um novo método de crescimento de temperatura. Eles mudaram gradualmente a posição de aquecimento, o contato da linha e a temperatura durante o processo para garantir o crescimento contínuo no comprimento, evitando o crescimento aleatório na largura. Com seu método, o comprimento da fibra pode ser controlado e a seção transversal do núcleo da fibra de perovskita pode ser variada.
De acordo com suas previsões, devido à qualidade de um único cristal, suas fibras provaram ter boa estabilidade ao longo de vários meses e uma pequena perda de transmissão - inferior a 0,7 dB/cm suficiente para fabricar dispositivos ópticos. Eles têm grande flexibilidade (podem ser dobrados em um raio tão pequeno quanto 3,5 mm) e valores de fotocorrente maiores do que os de uma contraparte policristalina (o policristalino MAPbBr
3 fotodetector de milifios com comprimento semelhante).
Dr. Su disse:"Esta tecnologia também pode ser usada em imagens médicas como detectores de alta resolução. O pequeno diâmetro da fibra pode ser usado para capturar um pixel muito menor em comparação com o estado da arte. fibra para que possamos ter o pixel em escalas micrométricas, dando uma imagem de resolução muito, muito maior para os médicos fazerem diagnósticos melhores e mais precisos. Também poderíamos usar essas fibras em tecidos que absorvem a luz. Então, quando estamos vestindo, por exemplo roupas ou um dispositivo com esse tipo de fibra tecida no tecido, eles poderiam converter a energia solar em energia elétrica. Assim, poderíamos ter roupas movidas a energia solar."
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