Kolejne "magiczne" właściwości grafenu odkryte

Naukowcy z MIT badający właściwości określanego mianem materiału przyszłości grafenu odkryli, że potrafi on generować elektryczność ze światła w dość nietypowy sposób, przez co może się on przyczynić do powstania fotodetektorów oraz paneli słonecznych nowej generacji.

Efekt, który teraz został zaobserwowany przez badaczy zauważono już wcześniej, lecz błędnie uważano wtedy, że jest on "zwykłym" efektem fotowoltaicznym. Teraz okazuje się, że jest całkiem inaczej.

Naukowcy odkryli, że gdy skieruje się wiązkę światła na płat grafenu, którego dwa końce posiadają różne właściwości elektryczne, powstaje na jego powierzchni różnica temperatur, która z kolei powoduje powstanie energii elektrycznej.

Dzieje się to w ten sposób, że grafen ogrzewa się niejednolicie po podświetleniu wiązką światła. Elektrony tego materiału, które przenoszą ładunek elektryczny nagrzewają się, podczas gdy siatka jąder atomów węgla, która utrzymuje konstrukcję materiału - pozostaje chłodna.

W innych materiałach właściwość taką dało się zaobserwować tylko przy ekstremalnych temperaturach - wynoszących ułamki stopnia powyżej zera absolutnego, lub przy oświetlaniu ich laserami ogromnej mocy. W przypadku grafenu reakcja taka zachodzi w całym spektrum temperatur - nawet w temperaturze pokojowej, i nawet przy oświetleniu zwykłym światłem słonecznym.

Według badaczy odpowiedzialna za to jest niezwykła twardość grafenu, który jest najtwardszym znanym człowiekowi materiałem. W większości standardowych materiałów podgrzane elektrony szybko przekazały by swoją energię otaczającej je siatce, jednak w przypadku grafenu jest to niezwykle trudne do wykonania. Dzieje się tak dlatego, że niezwykle trudno pobudzić do wibracji tę "kratownicę" z jąder atomów węgla. Przez to bardzo trudno przekazać jej ciepło.

Przykładowe zastosowania nowego odkrycia to fotodetektory nowej generacji - zdolne wykryć bardzo szerokie spektrum światła, detektory biologicznych molekuł takich jak wszelkiej maści toksyny, a także ogniwa słoneczne.

To właśnie to ostatnie zastosowanie jest najbardziej obiecujące. Obecnie stosowane materiały fotowoltaiczne ograniczone są do bardzo wąskiego zakresu częstotliwości (kolorów) światła. Dlatego grafen mógłby przetwarzać światło słoneczne w energię elektryczną o wiele skuteczniej.

Źródło: