Il grafene sembrerebbe essere, secondo l’opinione dei più, la scoperta del secolo. In molti lo paragonano alla plastica e le sue applicazioni sembrano essere tanto diversificate che la Commissione europea ha già dichiarato di essere disponibile ad investire 1.000 milioni di euro nella ricerca.
La scoperta più recente, pubblicata su Nature Physics e realizzata dai ricercatori dell’Institute of Photonic Science (ICFO), in collaborazione con il Massachusetts Institute of Technology, USA, il Max Planck Institute for Polymer Research, in Germania, e ilGraphenea S.L. Donostia-San Sebastian, in Spagna, dimostrano che il grafene è in grado di convertire un singolo fotone in più elettroni in modo da creare una corrente elettrica. Una scoperta molto promettente che rende il grafene un materiale importante per la conversione della luce.
“Nella maggior parte dei materiali, un fotone assorbito genera un elettrone, ma nel caso del grafene, si è visto che un fotone assorbito è in grado di produrre molti elettroni, e quindi generare più grandi correnti elettriche”, spiega Frank Koppens, capo del gruppo dell’ICFO. Questa caratteristica rende il grafene un materiale ideale per la costruzione di qualsiasi dispositivo che si basi sulla conversione della luce in energia elettrica. In particolare, esso consente ai rilevatori di luce e alle celle solari di migliorare l’efficienza.
L’esperimento condotto dagli scienziati consiste nell’ invio di un numero noto di fotoni con energie differenti (colori diversi) su un monostrato di grafene. “Abbiamo visto che i fotoni ad alta energia (per esempio quelli di colore violetto) vengono convertiti in un numero maggiore di elettroni eccitati di fotoni a bassa energia (ad esempio ad infrarossi). La relazione osservata tra l’energia del fotone e il numero di elettroni eccitati generati dal grafene mostra che il materiale è in grado di convertire la luce in energia elettrica con altissima efficienza. Anche se era già stato ipotizzato che il grafene potesse rappresentare un potenziale per la conversione della luce in energia elettrica, ora abbiamo scoperto che è ancora più adatto di quanto ci aspettassimo! ” spiega Tielrooij, ricercatore presso l’ICFO.
Anche se ci sono alcuni problemi per le applicazioni dirette, il grafene potrebbe portare cambiamenti radicali in molte tecnologie che sono attualmente basate sui semiconduttori convenzionali. “Si sapeva infatti che il grafene era in grado di assorbire uno spettro molto ampio di colori chiari.Ora sappiamo che una volta che il materiale ha assorbito la luce, l’efficienza di conversione energetica è molto alta. La nostra prossima sfida sarà quella di trovare il modo di estrarre la corrente elettrica e aumentare l’assorbimento del grafene. Allora saremo in grado di progettare dispositivi che rilevano la luce in modo più efficiente e potrebbero anche portare alla costruzione di nuove celle solari. ” ha concluso Koppens.