Botellas, embalaje, muebles, autopartes ... todo hecho de plástico. Hoy en día nos resulta difícil imaginar nuestras vidas sin este material clave que revolucionó la tecnología durante el último siglo. Existe un optimismo generalizado en la comunidad científica de que el grafeno proporcionará avances de cambio de paradigma similares en las próximas décadas. Teléfonos móviles que se pliegan Paneles solares transparentes y flexibles, Computadoras extradelgadas ... la lista de aplicaciones potenciales es interminable. Científicos, Las industrias y la Comisión Europea están tan convencidas del potencial del grafeno para revolucionar la economía mundial que prometen una inyección de 1.000 millones de euros en la investigación del grafeno.
El descubrimiento más reciente publicado en Física de la naturaleza y realizado por investigadores del Instituto de Ciencia Fotónica (ICFO), en colaboración con el Instituto de Tecnología de Massachusetts, ESTADOS UNIDOS, Instituto Max Planck de Investigación de Polímeros, Alemania, y Graphenea S.L. Donostia-San Sebastián, España, demuestran que el grafeno es capaz de convertir un solo fotón que absorbe en múltiples electrones que podrían impulsar la corriente eléctrica (electrones excitados), un descubrimiento muy prometedor que convierte al grafeno en un material alternativo importante para las tecnologías de detección y recolección de luz, ahora basado en semiconductores convencionales como el silicio.
"En la mayoría de los materiales, un fotón absorbido genera un electrón, pero en el caso del grafeno, hemos visto que un fotón absorbido es capaz de producir muchos electrones excitados, y, por lo tanto, generar señales eléctricas más grandes ", explica Frank Koppens, líder de grupo en ICFO. Esta característica convierte al grafeno en un bloque de construcción ideal para cualquier dispositivo que se base en convertir la luz en electricidad. En particular, permite detectores de luz eficientes y potencialmente también células solares que pueden recolectar energía luminosa del espectro solar completo con menor pérdida.
El experimento consistió en enviar un número conocido de fotones con diferentes energías (diferentes colores) sobre una monocapa de grafeno. "Hemos visto que los fotones de alta energía (por ejemplo, el violeta) se convierten en una mayor cantidad de electrones excitados que los fotones de baja energía (por ejemplo, infrarrojos). La relación observada entre la energía del fotón y el número de electrones excitados generados muestra que el grafeno convierte la luz en electricidad con una eficiencia muy alta. Aunque ya se especuló que el grafeno tiene potencial para la conversión de luz en electricidad, ahora resulta que es incluso más adecuado de lo esperado ", explica Tielrooij, investigador del ICFO.
Aunque existen algunos problemas para las aplicaciones directas, como la baja absorción del grafeno, el grafeno tiene el potencial de provocar cambios radicales en muchas tecnologías que actualmente se basan en semiconductores convencionales. "Se sabía que el grafeno es capaz de absorber un espectro muy amplio de colores de luz. Sin embargo, ahora sabemos que una vez que el material ha absorbido la luz, la eficiencia de conversión de energía es muy alta. Nuestro próximo desafío será encontrar formas de extraer la corriente eléctrica y mejorar la absorción de grafeno. Entonces seremos capaces de diseñar dispositivos de grafeno que detecten la luz de manera más eficiente y potencialmente podrían conducir a células solares más eficientes ”, concluye Koppens.
