p As nanoestruturas, inspirado na superfície do olho de uma mariposa, limitar a quantidade de luz refletida nas interfaces de filme fino. Crédito:Chih-hao Chang, Universidade Estadual da Carolina do Norte
p Inspirado na estrutura dos olhos das mariposas, pesquisadores da North Carolina State University desenvolveram nanoestruturas que limitam a reflexão nas interfaces onde dois filmes finos se encontram, suprimindo o fenômeno de "interferência de película fina" comumente observado na natureza. Isso pode melhorar potencialmente a eficiência das células solares de película fina e outros dispositivos optoeletrônicos. p A interferência de filme fino ocorre quando um filme fino de uma substância fica sobre uma segunda substância. Por exemplo, a interferência de película fina é o que causa o brilho do arco-íris que vemos quando há gasolina em uma poça d'água.
p A gasolina é transparente, mas alguma luz ainda é refletida em sua superfície. De forma similar, parte da luz que passa pela gasolina é refletida na superfície subjacente da água onde as duas substâncias se relacionam, ou conhecer. Como a luz refletida na água tem que passar de volta pela gasolina, ele segue um caminho óptico ligeiramente diferente do da luz que foi refletida na superfície da gasolina. A incompatibilidade desses "comprimentos" de caminho óptico é o que cria o brilho do arco-íris - e esse fenômeno é a interferência de filme fino.
p A interferência de filme fino é um problema para dispositivos que usam várias camadas de filmes finos, como células solares de filme fino, porque significa que alguns comprimentos de onda da luz estão sendo refletidos - ou "perdidos" - em cada interface do filme. Quanto mais filmes finos um dispositivo tem, quanto mais interfaces houver, e quanto mais luz é perdida.
p "Fomos inspirados pela estrutura da superfície do olho de uma mariposa, que evoluiu para não refletir a luz, "diz o Dr. Chih-Hao Chang, professor assistente de engenharia mecânica e aeroespacial na NC State e co-autor de um artigo sobre a pesquisa. "Ao imitar esse conceito, desenvolvemos uma nanoestrutura que minimiza significativamente a interferência de película fina. "
p Esta imagem mostra como as nanoestruturas inspiradas na traça impedem a interferência do filme fino, bloqueando a luz refletida. As imagens à direita mostram um slide sem película fina. As imagens do meio mostram o slide revestido com filmes finos. Observe como a interferência de filme fino resulta em uma variedade de cores. As imagens à esquerda são da lâmina revestida com filmes finos contendo as nanoestruturas. Observe a ausência de cor, e significativamente menos luz refletida. Crédito:Chih-Hao Chang, Universidade Estadual da Carolina do Norte
p As nanoestruturas são construídas em filmes finos que terão um segundo filme fino colocado sobre eles. As nanoestruturas são uma extensão da fina película abaixo delas, e se assemelham a uma floresta compacta de cones finos. Essas nanoestruturas são "interfaciais, "penetrando em qualquer filme fino colocado em cima deles - e limitando a quantidade de luz refletida nessa interface. A equipe de Chang descobriu que uma interface com as nanoestruturas interfaciais reflete 100 vezes menos luz do que uma interface de filmes finos sem as nanoestruturas.
p "Nossas próximas etapas são projetar um dispositivo solar que aproveite esse conceito e determinar como podemos dimensioná-lo para aplicações comerciais, "Chang diz.
