p Os físicos descobriram um novo tipo de nanotubo que gera corrente na presença de luz. Dispositivos como sensores ópticos e chips de imagem infravermelha são aplicações prováveis, que pode ser útil em campos como transporte automatizado e astronomia. No futuro, se o efeito puder ser ampliado e a tecnologia ampliada, isso poderia levar a dispositivos de energia solar de alta eficiência. p Trabalhando com uma equipe internacional de físicos, O professor Yoshihiro Iwasa, da Universidade de Tóquio, estava explorando as possíveis funções de um nanotubo semicondutor especial quando teve um momento luminoso. Ele pegou essa lâmpada proverbial (que na verdade era um laser) e iluminou o nanotubo para descobrir algo esclarecedor. Certos comprimentos de onda e intensidades de luz induziram uma corrente na amostra - isso é chamado de efeito fotovoltaico. Existem vários materiais fotovoltaicos, mas a natureza e o comportamento deste nanotubo são motivo de entusiasmo.

p "Essencialmente, nosso material de pesquisa gera eletricidade como painéis solares, mas de uma maneira diferente, "disse Iwasa." Juntamente com o Dr. Yijin Zhang do Instituto Max Planck para Pesquisa do Estado Sólido na Alemanha, demonstramos pela primeira vez que os nanomateriais podem superar um obstáculo que em breve limitará a tecnologia solar atual. Por enquanto, os painéis solares são tão bons quanto podem ser, mas nossa tecnologia pode melhorar isso. "

p O nanotubo indutor de corrente é feito de folhas enroladas de um material semicondutor especial à base de dissulfeto de tungstênio (WS ₂ ) As folhas não induzem uma corrente na presença de luz, a menos que sejam enroladas em tubos. Este é um comportamento emergente, um não intrínseco ao material até que ele seja modificado. O que é interessante é como ele difere dos materiais fotovoltaicos existentes.

p Geralmente, os painéis solares fotovoltaicos utilizam um determinado arranjo de materiais denominado junção p-n. É aqui que dois tipos diferentes de materiais (tipo p e tipo n) são anexados, que por si só não geram uma corrente na presença de luz, mas quando colocados juntos, Faz. A energia fotovoltaica baseada em junção P-n tem melhorado em eficiência ao longo dos 80 anos ou mais desde sua descoberta. Contudo, eles estão se aproximando de seus limites teóricos devido, em parte, à necessidade de arranjar vários materiais.

p WS ₂ os nanotubos não dependem de uma junção entre materiais para obter o efeito fotovoltaico. Quando exposto à luz, eles geram uma corrente em toda a sua estrutura ou volume. Isso é chamado de efeito fotovoltaico em massa (BPVE) e ocorre como o WS ₂ o nanotubo não é simétrico se você o inverter. Se fosse simétrico, a corrente induzida não teria uma direção preferencial e, portanto, não fluiria. Portanto, outros nanotubos simétricos - como os famosos nanotubos de carbono - não exibem BPVE, apesar de serem ótimos condutores elétricos.

p "Nossa pesquisa mostra uma melhoria de toda uma ordem de magnitude na eficiência do BPVE em comparação com sua presença em outros materiais, "continuou Iwasa." Mas, apesar desse grande ganho, nosso WS ₂ nanotubo ainda não pode ser comparado ao potencial de geração de materiais de junção p-n. Isso ocorre porque o dispositivo é nanoscópico e será difícil torná-lo maior. Mas é possível e espero que os químicos se sintam inspirados a enfrentar esse desafio. "

p A longo prazo, pesquisadores esperam que esse tipo de material possa permitir a fabricação de painéis solares mais eficientes. Mas, dadas as limitações de tamanho previsíveis no curto prazo, é mais provável que encontre uso em outros aplicativos. O BVPE pode ser usado para criar sensores ópticos ou infravermelhos mais sensíveis e de alta fidelidade. Estes têm outras aplicações em dispositivos de monitoramento incorporados, carros autônomos carregados de sensores ou até mesmo nos sensores de imagem para telescópios astronômicos.

p "Meus colegas de todo o mundo e eu exploramos avidamente o potencial desta tecnologia sem precedentes, "concluiu Iwasa." Para mim, a ideia de criar novos materiais além de qualquer coisa que a natureza possa fornecer é uma recompensa fascinante por si só. "

p O estudo é publicado em Natureza .