(Phys.org) —Un equipo de LANL y colaboradores han logrado avances en la comprensión de cómo los nanotubos de carbono mueven las cargas creadas por la luz. La investigación tiene aplicaciones de bajo costo, Elementos fotovoltaicos y de detección de luz totalmente basados ​​en carbono. Su trabajo mide el transporte de excitones (los excitones son pequeños paquetes de energía compuestos por cargas positivas y negativas) en nanotubos de carbono a temperatura ambiente en un entorno coloidal. Un coloide es una sustancia que se distribuye uniformemente a través de otra sustancia, generalmente con partículas que están entre 1 y 1, 000 nanómetros de tamaño. La naturaleza del entorno coloidal influye en el transporte de excitones de carga neutra a lo largo de la columna vertebral de un nanotubo de carbono.

El transporte de excitones se describe como "limitado por trastorno, "lo que significa que el movimiento del paquete de excitones está restringido debido a la naturaleza del entorno adherido a la superficie del nanotubo. Los excitones solo pueden ir hacia atrás y hacia adelante porque están confinados a la superficie del tubo, similar a un barco que viaja por un río angosto que no puede dar la vuelta, sino que solo puede avanzar o retroceder. En este sistema, los excitones viajan unos nanómetros en cada dirección antes de invertir.

El equipo de investigación descubrió que la naturaleza de la interfaz entre el tubo y el entorno que lo rodea afecta en gran medida la eficiencia de este transporte de ida y vuelta. Al controlar el entorno coloidal para ciertos factores (algunas sustancias coloidales pueden mejorar el transporte), proponen que los excitones pueden viajar en un factor de cinco más de lo que lo harían de otra manera. En sus experimentos, los excitones viajan en nanotubos de carbono que exceden los de cualquier otro material conocido, y lo hicieron a temperatura ambiente.

Comprender qué factores gobiernan el flujo de excitones es importante para las aplicaciones fotovoltaicas donde las excitaciones neutrales producidas por la luz solar deben moverse a una interfaz donde pueden separarse en cargas positivas y negativas. Esta separación crea un voltaje que podría cargar una batería. También proporciona información sobre cómo crear materiales eficaces para la captación de luz.

Nano letras publicó esta investigación.