Cerâmica armazena luz para criar iluminação secreta

Redação do Site Inovação Tecnológica - 24/11/2011

Zhengwei Pan e Feng Liu em uma sala escura, iluminada apenas pela sua cerâmica armazenadora de luz, e fotografados por uma câmera infravermelha.
[Imagem: Zhengwei Pan/UGA]

Luz invisível

Cientistas criaram um novo material capaz de criar áreas inteiras de "iluminação secreta".

O material emite luz na faixa do infravermelho próximo, a faixa do espectro eletromagnético que é vista através dos óculos de visão noturna.

A grande novidade é que o material não consome energia: basta expô-lo à luz do Sol por um minuto para que ele emita a luz infravermelha continuamente, por até 360 horas.

Depois de algumas horas de Sol, o ambiente fica "iluminado" sem que os "visitantes indesejados" percebam - já os vigilantes estarão vendo tudo se estiverem usando os óculos adequados.

Labirinto químico

Materiais que emitem luz visível depois de serem expostos ao Sol já são bastante comuns, usados, por exemplo, em sinalizadores noturnos, nas estradas ou em placas de emergência.

Mas até agora os cientistas não tinham tido sucesso em fazer o mesmo com a luz infravermelha.

O que mais impressiona é o rendimento do novo material: 360 horas de luz infravermelha por apenas 1 minuto de luz, seja do Sol, seja de uma lâmpada fluorescente - ainda que haja uma diminuição sensível do brilho ao longo do tempo.

O segredo está em um "labirinto químico" que aprisiona os fótons, e somente os libera lentamente.

Armazenamento de luz

O ponto de partida são íons de cromo trivalente, um material sabidamente emissor de luz no infravermelho próximo.

Quando exposto à luz, seus elétrons no estado fundamental rapidamente passam a um estado de mais alta energia. Conforme retornam, a energia capturada inicialmente é liberada na forma de fótons infravermelhos.

Essa re-emissão dura muito pouco, na faixa dos milissegundos.

A inovação de Zhengwei Pan e seus colegas da Universidade da Geórgia, nos Estados Unidos, consistiu em criar uma cerâmica de zinco e galogermanato para acomodar os íons de cromo trivalente.

A estrutura química dessa cerâmica cria um labirinto de "armadilhas" que capturam a energia liberada pelo cromo e a retém por longos períodos, liberando pouco a pouco, em um período que vai de uma a duas semanas.

Câncer e células solares

O novo material terá utilidades mais nobres do que a vigilância: por exemplo na fabricação de células solares e no combate ao câncer.

Como a chave para o funcionamento da estrutura é de natureza química, e não física, ela pode ser fabricada na forma de nanopartículas que se liguem a células cancerosas, que poderão ser identificadas por exames de imageamento comum.

Além disso, "este material tem uma capacidade extraordinária para capturar e armazenar energia, o que significa que ele é um bom candidato para fazer células solares significativamente mais eficientes," disse o Dr. Pan.

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