p Usando uma câmera ultrarrápida, os cientistas dizem que observaram os primeiros instantes após a absorção da luz em nanoestruturas artificiais, porém orgânicas, e descobriram que as cargas não só se formaram rapidamente, mas também se separaram muito rapidamente em longas distâncias - fenômenos que ocorrem devido à natureza ondulatória dos elétrons que são governados por leis fundamentais da mecânica quântica. p Esse resultado surpreendeu os cientistas, pois acreditava-se que tais fenômenos se limitavam a estruturas inorgânicas "perfeitas" - e caras; ao invés do macio, material orgânico flexível considerado por muitos como a chave para o barato, células solares 'roll-to-roll' que podem ser impressas em temperatura ambiente - um mundo muito diferente do processamento tradicional, mas caro, das atuais tecnologias de silício.

p O estudo, publicado hoje no jornal Ciência , lança uma nova luz sobre o mecanismo misterioso que permite que as cargas positivas e negativas sejam separadas com eficiência - uma questão crítica que continua a intrigar os cientistas - e leva os pesquisadores um passo mais perto de imitar efetivamente a capacidade altamente eficiente de colher luz solar e converter em energia, ou seja, fotossíntese, que o mundo natural evoluiu ao longo de milênios.

p "Este é um resultado muito surpreendente. Tais fenômenos quânticos são geralmente confinados a cristais perfeitos de semicondutores inorgânicos, e não se espera ver tais efeitos em moléculas orgânicas - que são muito desordenadas e tendem a se assemelhar a um prato de espaguete cozido em vez de um cristal, "disse o Dr. Simon Gélinas, do Laboratório Cavendish de Cambridge, que liderou a pesquisa com colegas de Cambridge e também da Universidade da Califórnia em Santa Bárbara.

p Durante os primeiros femtossegundos (um milionésimo de um bilionésimo de um segundo), cada carga se espalha por várias moléculas em vez de ser localizada em uma única. Este fenômeno, conhecido como coerência espacial, permite que uma carga viaje muito rapidamente por vários nanômetros e escape de seu parceiro de carga oposta - uma etapa inicial que parece ser a chave para gerar cargas de longa duração, dizem os pesquisadores. Isso pode ser usado para gerar eletricidade ou para reações químicas.

p Ao projetar cuidadosamente a maneira como as moléculas se agrupam, a equipe descobriu que era possível ajustar a coerência espacial e ampliar - ou reduzir - essa separação de longo alcance. "Talvez o mais importante, os resultados sugiram que, como o processo é tão rápido, ele também economiza energia, o que pode resultar em mais energia da célula solar, "disse o Dr. Akshay Rao, co-autor do estudo do Laboratório Cavendish.

p Dr. Alex Chin, que liderou a parte teórica do projeto, adicionou isso, se você olhar além das implicações do estudo para células solares orgânicas, esta é uma demonstração clara de "como os processos mecânicos quânticos fundamentais, como coerência, desempenham um papel crucial em sistemas orgânicos e biológicos desordenados e podem ser aproveitados em novas tecnologias quânticas ”.