Aglomerados de átomos de prata capturados em zeólitas, um material poroso com pequenos canais e vazios, têm propriedades notáveis ​​de emissão de luz. Eles podem ser usados ​​para aplicações de iluminação mais eficientes como um substituto para lâmpadas LED e TL. Até recentemente, os cientistas não sabiam exatamente como e por que essas pequenas partículas emitem luz. Uma equipe interdisciplinar de físicos e químicos liderados por KU Leuven agora demonstrou pela primeira vez de onde essas propriedades se originam.

Os zeólitos têm uma estrutura muito rígida e bem conhecida, contendo numerosos pequenos canais e vazios. Na química, eles são usados ​​para estimular certas reações. Moléculas que são 'presas' nos vazios das zeólitas perdem sua mobilidade e começam a se comportar de maneira diferente. Essa pesquisa permitiu aos cientistas descobrir por que e como os aglomerados de prata emitem luz quando estão encerrados nas gaiolas de um tipo específico de zeólita.

"Irradiamos uma mistura de aglomerados de prata com radiação síncrotron na European Synchrotron Radiation Facility em Grenoble, "explica o pesquisador Didier Grandjean." O que é bom nisso é que nos fornece muitas informações sobre a estrutura e as propriedades do material. Contudo, como queríamos especificamente olhar para as propriedades ópticas, usamos um novo método que deliberadamente mede apenas a luz emitida. Por aqui, tínhamos certeza de que estávamos apenas olhando para as partículas específicas responsáveis ​​pela luz. ”A pesquisa forneceu evidências conclusivas de que apenas pequenos aglomerados de quatro átomos de prata na forma de um tetraedro e rodeados por moléculas de água emitem luz.

"Os tetraedros formam uma unidade na qual dois elétrons podem se mover livremente. Isso forma um chamado superátomo:uma estrutura composta de vários átomos, mas se comportando muito como um único átomo, "diz o professor Peter Lievens." As propriedades ópticas dos aglomerados são causadas pelos dois elétrons livres. Estes decaem de um nível de energia superior para um inferior, resultando em um certo tom de luz verde. Por sua vez, os níveis de energia são determinados pelas propriedades químicas do superatomo. "Esta nova observação pode ser atribuída a uma intensa colaboração entre pesquisadores em química e física." nossas observações experimentais são confirmadas por cálculos teóricos avançados, "diz Peter Lievens.

Este novo conhecimento permite que os pesquisadores comecem a modificar as propriedades dos aglomerados de prata ou encontrem novos materiais com as propriedades ópticas desejadas. Os resultados deste trabalho são importantes para o estudo da luz e suas aplicações, entre outras coisas.

O estudo é publicado em Ciência .