Tutti i colori dell’arcobaleno

Catturare tutta l’energia emessa dal Sole. Non è possibile, certo, ma i ricercatori dell’Ohio State University sono un po’ più vicini a questo obiettivo: Malcom Chisholm e colleghi del Dipartimento di chimica dell’ateneo statunitense, infatti, hanno messo a punto un nuovo materiale ibrido metallo-plastica che supera due dei limiti dei sistemi attuali: sfrutta tutte le frequenze dello spettro visibile (quelle che il cervello interpreta come colori), e rende gli elettroni più facili da catturare.

Come riportato su Proceedings of the National Academy of Sciences (Pnas), il materiale è costituito da una plastica in grado di condurre cariche elettriche e da alcuni metalli, tra cui il molibdeno e il titanio. Il principio di base per la generazione dell’energia è lo stesso delle normali celle fotovoltaiche (che però possono assorbire solo alcune frequenze): le luce eccita gli atomi del materiale facendo perdere loro alcuni elettroni, che “vagano” creando un flusso di elettricità. Il tempo in cui gli elettroni restano fuori dagli atomi è però molto breve (una decina di picosecondi) e le particelle sono quindi difficili da catturare.

Per mettere a punto il nuovo materiale, i chimici hanno esplorato differenti configurazioni molecolari grazie a simulazioni al computer eseguite presso l’Ohio Supercomputer Center. Insieme ai colleghi dell’Università Nazionale di Taiwan hanno poi sintetizzato le molecole, testato le loro capacità di assorbire i diversi colori e hanno osservato che non emettevano fluorescenza, come avviene in alcuni materiali per celle solari, ma mostravano fosforescenza per un tempo molto più lungo di quanto non avvenga normalmente.

I chimici hanno infatti trovato che le molecole ibride emettono energia in due modi: in uno gli elettroni restano eccitati per circa 12 picosecondi (come nei materiali già in uso), nell’altro si raggiungono gli 83 microsecondi: gli elettroni restano cioè liberi per un tempo sette milioni di volte più lungo. (s.m.)