Investigadores del Laboratorio de Electrónica Orgánica de la Universidad de Linköping han desarrollado un método y un material que generan un impulso eléctrico cuando la luz fluctúa de la luz del sol a la sombra y viceversa. Como resultado, Puede que en el futuro sea posible cosechar energía con la ayuda de hojas revoloteando con el viento.

"Las plantas y sus sistemas de fotosíntesis están sometidos continuamente a fluctuaciones entre la luz solar y la sombra. Nos hemos inspirado en esto y hemos desarrollado una combinación de materiales en los que los cambios de calefacción entre la luz solar y la sombra generan electricidad, "dice Magnus Jonsson, Docente e investigador principal del grupo de investigación en fotónica orgánica y nanoóptica del Laboratorio de Electrónica Orgánica, Universidad de Linköping.

Los resultados, que han sido verificados tanto en experimentos como en simulaciones por computadora, han sido publicados en Materiales ópticos avanzados .

Junto con investigadores de la Universidad de Gotemburgo, Magnus Jonsson y su equipo han desarrollado previamente pequeñas nanoantenas que absorben la luz solar y generan calor. Publicaron un artículo juntos en Nano letras en 2017, describiendo cómo las antenas, cuando se incorporan al vidrio de una ventana, pueden reducir las corrientes de aire frío y ahorrar energía. Las antenas, con dimensiones del orden de decenas de nanómetros, reaccionan a la luz infrarroja cercana y generan calor.

Mina Shiran Chaharsoughi, Doctor. estudiante en el grupo de Magnus Jonsson, ahora ha desarrollado aún más la tecnología y ha creado un pequeño generador óptico combinando las pequeñas antenas con una película piroeléctrica. En tal película, un voltaje eléctrico se desarrolla a través del material cuando se calienta o se enfría. El cambio de temperatura provoca que las cargas se muevan y la generación de una corriente eléctrica en el circuito.

Las antenas constan de pequeños discos metálicos, en este caso nanodiscos de oro, con un diámetro de 160 nm (0,16 micrómetros). Se colocan sobre un sustrato y se recubren con una película polimérica para crear las propiedades piroeléctricas. "Las nanoantenas se pueden fabricar en grandes áreas, con miles de millones de pequeños discos distribuidos uniformemente sobre la superficie. El espacio entre discos en nuestro caso es de aproximadamente 0,3 micrómetros. Hemos usado oro y plata, pero también se pueden fabricar en aluminio o cobre, "dice Magnus Jonsson.

Las antenas generan calor que luego se convierte en electricidad con la ayuda del polímero. Primero es necesario polarizar la película de polímero para crear un dipolo a través de ella, con una clara diferencia entre carga positiva y negativa. El grado de polarización afecta la magnitud de la potencia generada, mientras que el espesor de la película de polímero parece no tener ningún efecto.

"Forzamos la polarización en el material, y permanece polarizado mucho tiempo, ", dice Mina Shiran Chaharsoughi. Chaharsoughi llevó a cabo un experimento para demostrar claramente el efecto, sosteniendo una ramita con hojas en el flujo de aire de un ventilador. El movimiento de las hojas creó sol y sombra en el generador óptico, que a su vez producía pequeños pulsos eléctricos y alimentaba un circuito externo.

"La investigación se encuentra en una etapa inicial, pero es posible que en el futuro podamos utilizar las fluctuaciones naturales entre la luz del sol y la sombra en los árboles para cosechar energía, "dice Magnus Jonsson.

Las aplicaciones que están más al alcance de la mano se pueden encontrar en la investigación de la óptica, como la detección de luz a escala nanométrica. Se pueden encontrar otras aplicaciones en computación óptica.