Grafeno com nanômetros de espessura é o material mais leve com poder de absorção de calor

O grafeno é muitas vezes citado como o melhor material existente, devido às propriedades surpreendentes que ele exibe, tais como condutividade, alta resistência e flexibilidade, mas existe um ponto falho no grafeno, que dificulta a obtenção do nanomaterial, ou seja, com a estrutura molecular de um átomo de espessura. O grafeno é inerentemente pobre na captura de luz.

Agora, uma equipe no Reino Unido descobriu como manipular o material para a criação do material mais leve e absorvente para o seu peso, que poderia auxiliar na criação de novas tecnologias solares, no futuro.

“Como resultado de sua espessura fina, o grafeno só é capaz de absorver uma pequena porcentagem da luz que incide sobre ele. Por esse motivo, ele não era adequado para os tipos de tecnologias optoeletrônicas que o nosso futuro ‘inteligente’ vai exigir”, disse o pesquisador de Nanoeletrônica, José Anguita, da Universidade de Surrey, na Inglaterra.

Para contornar essa limitação, os pesquisadores resolveram inspirar-se na texturização que ocorre quando os olhos de mariposas capturam a luz – o que lhes permite ver no escuro. Assim, os pesquisadores elevaram significativamente o potencial de absorção de luz do grafeno. “A natureza tem desenvolvido adaptações simples, porém poderosas, que nos inspiram, a fim de responder desafios de tecnologias do futuro. Olhos de mariposas em padronização microscópica permitem que elas vejam nas condições mais escuras. Esses trabalhos, canalizando a luz para o meio do olho, com o benefício adicional de reflexões sendo eliminadas, o que, caso contrário, daria sua localização a predadores”, disse Ravi Silva, chefe do Instituto de Tecnologia Avançada da Universidade.

Imitando isso com seu próprio tipo de nanotexturização, os pesquisadores cultivaram o grafeno em torno de uma superfície metálica texturizada com o padrão de dirigir uma luz extra, quase como espelhos, para a estrutura molecular do filme.

“A nanotexturização do grafeno tem o efeito de canalizar a luz para dentro dos espaços estreitos entre as nanoestruturas, aumentando assim a quantidade de luz absorvida pelo material. Agora é possível observar a absorção de luz forte a partir de filmes. Normalmente, uma folha de grafeno teria de 2% a 3% de capacidade de absorção de luz. Usando esse método, o nosso revestimento ultrafino de grafeno nanotexturizado absorve em algumas camadas 95% da luz incidente, de um amplo espectro, do ultravioleta ao infravermelho”, explicou Anguita.

Os pesquisadores dizem que a técnica descrita em uma publicação da Science Advances poderia permitir sensores solares em tipos existentes e novos de dispositivos ópticos, gerando energia a partir da luz ambiente e do calor que não está atualmente sendo aproveitando.

“As células solares revestidas com esse material seriam capazes de colher luzes muito fracas. Instaladas dentro de casa, como parte do futuro ‘papel de parede inteligente’, ou ‘janelas inteligentes’, esse material poderia gerar eletricidade a partir da luz ou do calor residual, alimentando uma numerosa variedade de aplicações inteligentes. Novos tipos de sensores e coletores de energia estariam conectados através da Internet, o que também beneficiaria outras coisas com esse tipo de revestimento”, relatou Ravi.

[ Foto: Reprodução / Universidade de Surrey ]