p (Phys.org) —Uma equipe e colaboradores do LANL fizeram avanços na compreensão de como os nanotubos de carbono movem cargas criadas pela luz. A pesquisa tem aplicações baratas, elementos fotovoltaicos e de detecção de luz totalmente baseados em carbono. Seu trabalho mede o transporte de excitons (excitons são pequenos pacotes de energia compostos de cargas positivas e negativas) em nanotubos de carbono à temperatura ambiente em um ambiente coloidal. Um colóide é uma substância que é uniformemente distribuída por outra substância, geralmente com partículas que estão entre 1 e 1, 000 nanômetros de tamanho. A natureza do ambiente coloidal influencia o transporte de excitons de carga neutra ao longo da espinha dorsal de um nanotubo de carbono. p O transporte de exciton é descrito como "limitado por desordem, "o que significa que o movimento do pacote de exciton é restrito por causa da natureza do ambiente ligado à superfície do nanotubo. Os excitons só podem ir para trás e para frente porque estão confinados à superfície do tubo, semelhante a um navio viajando por um rio estreito que não pode virar, mas pode apenas seguir em frente ou em ré. Neste sistema, os excitons viajam alguns nanômetros em cada direção antes de reverter.

p A equipe de pesquisa descobriu que a natureza da interface entre o tubo e o ambiente ao seu redor afeta fortemente a eficiência desse transporte de ida e volta. Ao controlar o ambiente coloidal para certos fatores (algumas substâncias coloidais podem melhorar o transporte), eles propõem que os excitons podem viajar por um fator de cinco mais longe do que fariam de outra forma. Em seus experimentos, excitons viajaram em nanotubos de carbono excedendo a de qualquer outro material conhecido, e o fizeram à temperatura ambiente.

p Compreender quais fatores governam o fluxo de excitons é importante para aplicações fotovoltaicas onde as excitações neutras produzidas pela luz solar devem se mover para uma interface onde podem se separar em cargas positivas e negativas. Essa separação cria uma tensão que pode carregar uma bateria. Ele também fornece uma visão sobre como criar materiais eficazes de captação de luz.

p Nano Letras publicou esta pesquisa.