p Pesquisadores do National Graphene Institute da University of Manchester criaram dispositivos ópticos com uma gama única de sintonização, cobrindo todo o espectro eletromagnético, incluindo luz visível. p Um artigo publicado em Nature Photonics descreve as aplicações para esta gama de tecnologia de 'superfície inteligente' de dispositivos de exibição de próxima geração a cobertores térmicos dinâmicos para satélites e camuflagem adaptativa multiespectral.

p A sintonia dos dispositivos é obtida por um processo conhecido como eletro-intercalação, que, neste caso, envolve íons de lítio sendo interpostos entre folhas de grafeno multicamadas (MLG), oferecendo controle sobre a parte elétrica, propriedades térmicas e magnéticas.

p O dispositivo MLG é laminado e selado a vácuo em uma bolsa de polietileno de baixa densidade que tem mais de 90% de transparência óptica da luz visível à radiação de microondas.

p Carga torna-se cinza para ouro

p Durante a carga (intercalação) ou descarga (desintercalação), as propriedades elétricas e ópticas do MLG mudam dramaticamente. O dispositivo descarregado aparece cinza escuro devido à alta capacidade de absorção (> 80%) da camada superior de grafeno no regime visível. Quando o dispositivo está totalmente carregado (em ~ 3,8 V), a camada de grafeno tem uma cor dourada. O espaço de cores alcançável pode ser enriquecido para incluir uma faixa de vermelho a azul usando efeitos ópticos, como interferência de filme fino.

p Professor Coskun Kocabas, autor principal do estudo, disse:"Nós fabricamos uma nova classe de dispositivos ópticos multiespectrais com capacidade de mudança de cor anteriormente inatingível, combinando grafeno e tecnologia de bateria.

p "A demonstração bem-sucedida de superfícies ópticas inteligentes baseadas em grafeno permite avanços potenciais em muitos campos científicos e de engenharia."

p Por exemplo, uma manta térmica dinâmica pode refletir seletivamente a luz visível ou infravermelha e permitir que um satélite reflita a radiação do lado voltado para o sol, enquanto emite radiação de suas faces sombreadas. De forma similar, quando na sombra da Terra, esse cobertor pode isolar o satélite do resfriamento do espaço profundo [veja a figura abaixo]. Essas ações regulariam as temperaturas internas com muito mais eficácia do que um revestimento térmico estático.

p Estudos anteriores examinaram dispositivos em faixas de comprimento de onda específicas de microondas, terahertz, infravermelho e visível, usando grafeno de camada única e multicamadas. Mas foi o desafio de estender a cobertura à luz visível e, ao mesmo tempo, manter a atividade óptica em comprimentos de onda mais longos que exigiu inovação na estrutura do dispositivo, superar as dificuldades estabelecidas na integração de dispositivos ópticos com células eletroquímicas.

p "Aqui, usamos uma bateria de íon de lítio à base de grafeno como um dispositivo óptico, ", acrescentou." Ao controlar a densidade de elétrons do grafeno, agora somos capazes de controlar a luz do visível até os comprimentos de onda de microondas no mesmo dispositivo. "

p O Professor Sir Kostya Novoselov, ganhador do Prêmio Nobel, foi coautor do artigo e disse:"O grafeno de poucas camadas oferece controle sem precedentes sobre suas propriedades ópticas por meio de carregamento. Esses dispositivos podem encontrar suas aplicações em muitas áreas:da óptica adaptativa ao gerenciamento térmico."