p (Phys.org) —O maior sonho que se tornou realidade para os cientistas materiais é ter a capacidade de fazer materiais que possam assumir propriedades e comportamentos que melhor atendam às nossas necessidades. Novos materiais podem fornecer maneiras eficientes de capturar a energia solar e nos ajudar a avançar significativamente na forma como os motores, geradores e outros dispositivos essenciais para melhorar nossas necessidades de energia são feitos. p Mas os cientistas primeiro devem realmente entender as propriedades da montagem do cluster por meio do cluster individual. Contudo, é um pouco como tentar decifrar uma sinfonia apenas ouvindo a percussão. Esse tem sido o enigma para fazer o campo avançar.

p Agora, graças ao trabalho de uma equipe de cientistas da Virginia Commonwealth University, Pennsylvania State University e University of California, Los Angeles, os cientistas de materiais terão maior percepção dos princípios de organização que permitem o projeto de materiais nanoscópicos com energia de banda larga específica. A energia do gap refere-se à energia mínima de luz que o material pode absorver.

p Os materiais agrupados são sólidos construídos a partir de agrupamentos - pequenas nanopartículas de algumas a algumas dezenas de átomos. Ao fabricar esses materiais com diferentes links, a montagem pode ser feita em clusters separados, cadeias de clusters, folhas de aglomerados e redes tridimensionais de aglomerados. Ao alterar esses vinculadores, a cor de luz de menor energia que o material pode absorver pode ser alterada de infravermelho profundo para verde.

p Esta pesquisa explica como os linkers interagem com o cluster e o que determina a cor do material.

p "As descobertas ajudam a cumprir o maior sonho da ciência material, nomeadamente, a capacidade de sintetizar novos materiais que ainda não existiam na natureza que podem desempenhar funções para satisfazer nossas necessidades crescentes, "disse o investigador principal Shiv N. Khanna, Ph.D., professor do Departamento de Física da Faculdade de Ciências Humanas da VCU.

p De acordo com Khanna, desenvolver um material com a lacuna de banda apropriada que irá absorver vários comprimentos de onda irá maximizar a eficiência na qual a energia solar pode ser absorvida. A luz solar cobre uma ampla faixa de comprimentos de onda com o comprimento de onda de energia máximo de cerca de 4950 Å.

p "Os princípios desenvolvidos através do presente estudo oferecem uma abordagem geral para a síntese de materiais com funcionalidades controláveis, "disse Arthur Reber, Ph.D., professor associado de pesquisa no Departamento de Física da VCU, que colaborou no estudo com Khanna.

p "Como um exemplo, acabamos de mostrar como novos sólidos magnéticos podem ser sintetizados pela montagem de nanopartículas escolhidas. Esses sólidos têm aplicações potenciais em motores, geradores e outros dispositivos essenciais para as necessidades de energia, "disse Khanna.

p A equipe agora está desenvolvendo ainda mais suas ideias para demonstrar aplicações em óptica, materiais catalíticos e magnéticos.

p Os cientistas conduziram uma série de cálculos teóricos e investigações de estrutura eletrônica de primeiros princípios, coletou dados de raios-X e realizou modelagem por computador.

p O estudo foi publicado recentemente em Contas de pesquisa química , um jornal da American Chemical Society. O estudo é intitulado, "Controlando a energia da lacuna de banda de materiais montados em aglomerados."