Investigadores de todo el mundo están estudiando cómo pueden manipular las propiedades de las nanoestructuras de carbono para personalizarlas con fines específicos; la idea es hacer que los prometedores materiales en formato mini sean comercialmente viables. Un equipo de Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) ahora ha logrado influir selectivamente en las propiedades de los sistemas híbridos que consisten en nanoestructuras de carbono y un tinte.

Las nanoestructuras de carbono ofrecen mucho potencial. Tanto el grafeno bidimensional como los nanotubos de carbono unidimensionales tienen propiedades únicas que los hacen interesantes cuando se trata de posibles aplicaciones industriales. Las nanoestructuras de carbono podrían usarse en nuevos tipos de sistemas de energía solar en combinación con un tinte que absorbe la luz en longitudes de onda en el rango del infrarrojo cercano. por ejemplo. Por lo tanto, a diferencia de los generadores de energía solar convencionales, Estos nuevos sistemas utilizarían no solo radiación con longitudes de onda en el rango visible, sino también en la región del infrarrojo cercano. Este es, sin embargo, solo una de varias áreas potenciales de aplicación:las nanoestructuras también podrían usarse en tecnología de sensores, en electrodos para pantallas táctiles y en transistores de efecto de campo.

Pero los científicos primero deben comprender los mecanismos que ocurren dentro de los sistemas híbridos que consisten en nanoestructuras de carbono y un tinte antes de que puedan generarlos en una forma en la que puedan emplearse en aplicaciones reales. Un equipo de investigación de la Cátedra de Química Física I de la FAU está ahora un paso más cerca de lograr este objetivo.

Alexandra Roth y Christoph Schierl, del equipo encabezado por el profesor Guldi, crearon sistemas híbridos que consisten en grafeno y un tinte y nanotubos de carbono y un tinte en el laboratorio, es decir, en la fase líquida, una técnica que mantiene los costos bajos y asegura que los materiales sean más fáciles de manipular. De particular ventaja para su investigación fue el hecho de que lograron generar y analizar ambos sistemas híbridos al mismo tiempo. Este enfoque permitió evaluar y evaluar los datos de ambos sistemas y así compararlos.

Los cambios en las propiedades fotovoltaicas indicaron que los materiales efectivamente habían formado sistemas híbridos. Los investigadores pudieron demostrar que, mediante interacciones en el estado básico, el tinte tuvo un efecto específico sobre las propiedades electrónicas de las nanoestructuras de carbono. Esta manipulación exitosa de las propiedades de los sistemas híbridos ha llevado a los investigadores un paso más hacia la obtención de la capacidad de emplear eficazmente estas nanoestructuras de carbono en aplicaciones reales.

Adicionalmente, También encontraron que cuando se usaba luz para estimular los sistemas, cada molécula de tinte transfirió un electrón a las estructuras de carbono que luego se transfirió nuevamente al tinte después de unos pocos nanosegundos, un requisito esencial si los sistemas se van a emplear en células solares sensibilizadas con tinte.