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(noticias nanowerk) Los materiales utilizados en las células solares orgánicas también pueden utilizarse como sensores de luz en electrónica. Así lo demuestran investigadores de la Universidad de Linköping, Suecia, que han desarrollado un tipo de sensor que puede detectar luz roja polarizada circularmente. Su estudio, publicado en Fotónica de la naturaleza (“Detección de luz polarizada circular de infrarrojo cercano sensible mediante mezclas de aceptores sin fullereno”) allana el camino para vehículos autónomos más confiables y otras aplicaciones donde la visión nocturna es importante.
Algunos escarabajos de alas brillantes, larvas de luciérnaga y coloridas gambas mantis reflejan un tipo especial de luz conocida como luz polarizada circularmente. Esto se debe a las estructuras microscópicas de su caparazón que reflejan las ondas de luz electromagnéticas de una manera especial.
La luz polarizada circularmente también tiene muchas aplicaciones técnicas, como las comunicaciones por satélite, la bioimagen y otras tecnologías de detección. Esto se debe a que la luz polarizada circularmente transporta una gran cantidad de información porque el campo electromagnético alrededor del haz de luz gira en espiral hacia la derecha o hacia la izquierda.
Para detectar luz polarizada circularmente, se necesita un material que pueda detectar en qué dirección está girada la espiral. Actualmente, existen materiales que pueden detectar y decodificar la luz polarizada circularmente en casi todo el espectro de luz visible, excepto en la región del infrarrojo cercano. Investigadores de la Universidad de Linköping han desarrollado un material normalmente utilizado en células solares orgánicas para capturar estos rayos de luz especiales.
“Construir sensores de alta calidad que puedan detectar luz polarizada circularmente en el espectro del infrarrojo cercano ha sido durante mucho tiempo un desafío. Pero gracias al mayor desarrollo de un material normalmente utilizado en las 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 crucial, como los coches autónomos. El peso ligero del material y el sencillo proceso de fabricación lo hacen adecuado para su uso en sensores pequeños y económicos.
El material de las células solares está hecho de polímeros (largas cadenas de carbohidratos) y puede tener una estructura molecular esférica conocida como fullereno u otra estructura, por lo que el material se denomina no fullereno. El material utilizado en el estudio actual no es fullereno, lo que ha demostrado ser una ventaja tanto en células solares como en otras aplicaciones como sensores de luz.
La capacidad de este material para detectar luz polarizada circularmente proviene de su quiralidad, que es la forma en que las moléculas interactúan con la luz. La forma más sencilla de explicar la quiralidad de las moléculas es mirar un par de manos. Su mano derecha y su mano izquierda tienen la misma estructura, pero son imágenes especulares entre sí y, por lo tanto, tienen funciones ligeramente diferentes. Gracias a la quiralidad, diferentes moléculas pueden detectar si la radiación electromagnética gira en espiral hacia la derecha o hacia la izquierda.
“El siguiente paso es ampliar estos experimentos a varios materiales diferentes y estudiar cómo interactúan las moléculas y la luz dentro de ellos. «De esta manera, esperamos poder aumentar la eficacia», afirma Li Wan, postdoctorado en el IFM. Rui Zhang, también investigador postdoctoral en IFM, añade: «El control del empaquetamiento entre moléculas podría ser muy importante».
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