Un material para células solares puede ayudar a los coches autoconducidos en la oscuridad
Los materiales utilizados en las células solares orgánicas también pueden emplearse como sensores de luz en electrónica. Así lo demuestran investigadores de la Universidad de Linköping, que han desarrollado un tipo de sensor capaz de detectar luz roja polarizada circularmente. Su estudio, publicado en Nature Photonics, allana el camino a vehículos autónomos más fiables y otros usos en los que la visión nocturna sea importante.
Algunos escarabajos de alas brillantes, larvas de luciérnaga y coloridas gambas mantis reflejan un tipo particular de luz conocida como luz polarizada circularmente. Esto se debe a unas estructuras microscópicas de su caparazón que reflejan las ondas electromagnéticas de la luz de una forma particular.
La luz polarizada circularmente también tiene muchos usos técnicos, como la comunicación por satélite, la bioimagen y otras tecnologías de detección. Esto se debe a que la luz de polarización circular transporta una gran cantidad de información, debido a que el campo electromagnético alrededor del haz de luz gira en espiral hacia la derecha o hacia la izquierda.
Todo el espectro de luz visible
Para detectar la luz polarizada circularmente, se necesita un material capaz de detectar en qué sentido se retuerce la espiral. Actualmente existen materiales capaces de detectar y descodificar la luz polarizada circularmente en casi todo el espectro de luz visible, excepto en la región del infrarrojo cercano. Los investigadores de la Universidad de Linköping han desarrollado un material que suele emplearse en células solares orgánicas para captar estos haces de luz.
"Construir sensores de alta calidad capaces de detectar la luz polarizada circularmente en el espectro del infrarrojo cercano ha sido durante mucho tiempo un reto. Pero gracias al perfeccionamiento de un material utilizado normalmente en células solares, ahora podemos detectar luz polarizada circularmente en todo el espectro de luz visible", afirma Feng Gao, profesor del Departamento de Física, Química y Biología (IFM) de la Universidad de Linköping.
Este descubrimiento allana el camino para soluciones técnicas en las que la visión nocturna es vital, como en los coches autoconducidos". El hecho de que el material sea ligero y el sencillo proceso de fabricación lo hacen idóneo para su uso en sensores pequeños y baratos.
Examinar distintos materiales
El material de la célula solar está formado por polímeros (largas cadenas de carbohidratos) y puede tener una estructura molecular esférica conocida como fullereno, o una estructura diferente y el material se denomina entonces no fullereno. El material utilizado en el presente estudio es no fullereno, lo que ha resultado ser una ventaja en las células solares, así como en otros usos, como los sensores de luz.
La capacidad de este material para detectar la luz polarizada circularmente se debe a su quiralidad, es decir, a la forma en que las moléculas interactúan con la luz. La quiralidad en las moléculas se explica más fácilmente como un par de manos. La mano derecha y la izquierda tienen la misma estructura, pero son imágenes especulares la una de la otra y, por tanto, tienen funciones diferentes. Gracias a la quiralidad, varias moléculas pueden percibir si la radiación electromagnética va en espiral hacia la derecha o hacia la izquierda.
"El siguiente paso es ampliar estos ensayos para incluir varios materiales diferentes y examinar cómo interactúan en ellos las moléculas y la luz. De este modo, esperamos poder aumentar la eficacia", afirma Li Wan, becario postdoctoral del IFM.
Rui Zhang, también becario postdoctoral del IFM, añade: "El control del empaquetamiento entre moléculas podría ser muy importante".
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