(Phys.org) - Al observar una pieza de material en una sección transversal, El ingeniero de la Universidad de Washington en St. Louis Parag Banerjee, Doctor, y su equipo descubrió cómo el cobre brota nanocables similares a hierba que algún día podrían convertirse en células solares.

Banerjee, profesor asistente de ciencia de los materiales y experto en el trabajo con nanomateriales, Fei Wu, asistente de investigación graduada, y Yoon Myung, Doctor, un investigador asociado postdoctoral, También dio un paso hacia la fabricación de células solares y más rentables.

Banerjee y su equipo trabajaron con láminas de cobre, un material simple similar al papel de aluminio doméstico. Cuando la mayoría de los metales se calientan, forman una película gruesa de óxido metálico. Sin embargo, algunos metales, como el cobre, hierro y zinc, cultivar estructuras similares a hierba conocidas como nanocables, que son largas, estructuras cilíndricas de unos cientos de nanómetros de ancho por muchos micrones de alto. Se propusieron determinar cómo crecen los nanocables.

"Otros investigadores miran estos cables de arriba hacia abajo, "Dice Banerjee." Queríamos hacer algo diferente, así que rompimos nuestra muestra y la miramos desde la vista lateral para ver si obtuvimos información diferente, y lo hicimos ".

Los resultados de la investigación se publicaron recientemente en CrystEngComm . El Centro Internacional de Sostenibilidad y Energía Renovable Avanzada de la Universidad de Washington (I-CARES) y la Asociación Mundial de Energía y Medio Ambiente de la McDonnell Academy (MAGEEP) proporcionaron fondos para la investigación.

El equipo utilizó espectroscopía Raman, una técnica que utiliza la luz de un rayo láser para interactuar con vibraciones moleculares u otros movimientos. Encontraron una película gruesa subyacente formada por dos óxidos de cobre diferentes (CuO y Cu2O) que tenían estrechos, columnas verticales de granos que los atraviesan. Entre estas columnas, encontraron límites de grano que actuaban como arterias a través de las cuales se empujaba el cobre de la capa subyacente cuando se aplicaba calor, creando los nanocables.

"Ahora estamos jugando con este mecanismo de transporte iónico, encenderlo y apagarlo y ver si podemos obtener algunas formas diferentes de cables, "dice Banerjee, quien dirige el Laboratorio de Nanomateriales Emergentes y Aplicados (L.E.A.N.).

Como celdas solares, los nanocables son de estructura monocristalina, o una pieza continua de material sin límites de grano, Dice Banerjee.

"Si pudiéramos tomarlos y estudiar algunas de las propiedades ópticas y electrónicas básicas, potencialmente podríamos fabricar células solares, ", dice." En términos de propiedades ópticas, los óxidos de cobre están bien posicionados para convertirse en un material de recolección de energía solar ".

El hallazgo también puede beneficiar a otros ingenieros que quieran utilizar óxidos monocristalinos en la investigación científica. La fabricación de un solo cristal de Cu2O para la investigación es muy cara, Banerjee dice:cuesta alrededor de $ 1, 500 por un cristal.

"Pero si puedes vivir con esta forma que es un cable largo en lugar de un cristal pequeño, realmente puedes usarlo para estudiar fenómenos científicos básicos, "Dice Banerjee.

El equipo de Banerjee también está buscando otros usos para los nanocables, incluyendo actuar como semiconductor entre dos materiales, como fotocatalizador, un fotovoltaico o un electrodo para dividir el agua.