Melhoramentos para as células solares

[ Traduzido daqui: Nanopillars Promise Cheap, Efficient, Flexible Solar Cells ]

09 de julho de 2009

A partir de substratos de folhas de alumínio de baixo custo, os pesquisadores do Laboratório Berkeley montaram densos arranjos de semi-condutores do tipo negativo em cristal singelo, em um dispositivo em forma de pilares nano­métricos. Quando os nano-pilares são combinados com um semi-condutor trans­parente, do tipo positivo, que serve como janela, isso resulta em uma célula fotovoltáica eficiente, barata e flexível.

Diagrama do arranjo de nano-pilares.

Um substrato de alumínio forma a base para uma floresta de nano-pilares de sulfeto de cádmio e serve também como eletrodo inferior. Quando inserido em telureto de cádmio transparente dotado de um eletrodo superior de cobre e ouro, forma uma célula solar eficiente e barata.

BERKELEY, Califórnia — Pes­qui­sadores do Laboratório Na­cio­nal Lawrence Berkeley do De­partamento de Energia e da Universidade da Califórnia em Berkeley apresentar uma nova maneira de fabricar células so­la­res eficiente a partir de ma­te­riais baratos e flexíveis. Este novo projeto cria semi-condu­tores opticamente ativos em um arranjo de pilares de di­men­sões nanométricas (1 na­nômetro = 1 bilionésimo de me­tro), cada um deles um único cristal.

Ali Javey, cientista da Divisão de Ciência dos Materiais do Laboratório Berkeley e profes­sor de engenharia elétrica da UC Berkeley, diz: “Para podermos aproveitar a abundante energia solar, temos que achar maneiras para produzir em massa elementos fotovoltáicos eficientes. Os semi-condutores de cristal singelo são mui­to promissores, mas as maneiras padrão para produzí-los não são econo­micamente viáveis”.

O trabalho básico de uma célula solar é converter a energia da luz em elétrons e “buracos” (a ausência de um elétron) portadores de carga que fluem através de eletrodos para produzir uma corrente. Diferentemente de uma célula solar plana típica, um arranjo em nano-pilares oferece uma superfície muito maior para coletar a luz. Simulações em computador indicam que, comparados a superfícies planas, os arranjos de semi-condutores em nano-pilares devem ser mais sen­síveis à luz, ter uma maior capacidade de separar os elétrons dos buracos e serem um coletor mais eficiente desses portadores de carga.

“Infelizmente, as tentativas anteriores de fabricar células fotovoltáicas com base em semi-condutores em forma de pilar, criados de baixo para cima, levaram a resultados desapontadores. A eficiência na transformação de luz para eletri­cidade foi de menos do que um a dois porcento”, explica Javey. “O processo de crescimento epitaxial de substratos mono-cristalinos era usado com frequência, mas isso é caro. As dimensões dos nano-pilares não podiam ser controladas, a densidade e o alinhamento dos pilares eram fracos e a qualidade da interface entre os semi-condutores era ruim”.

Javey usou uma nova maneira, controlada, de empregar o processo “vapor-líqui­do-sólido” para fabricar módulos em larga escala de arranjos densos e altamente ordenados de nano-pilares mono-cristalinos. Sua equipe criou, dentro de uma fornalha de quartzo, pilares de sulfeto de cádmio, rico em elétrons, sobre uma folha de alumínio na qual poros geometricamente distribuídos, feitos através de anodização, serviam como gabarito.

Dentro dessa mesma fornalha, eles embeberam os pilares formados em uma fina camada de telureto de cádmio, rico em buracos, que funciona como uma janela para coletar a luz. Os dois materiais em contato formam uma célula solar na qual os elétrons fluem através dos nano-pilares para o contato de alumínio por baixo e os buracos são conduzidos para finos eletrodos de cobre-ouro colocados na superfície da janela por cima.

A primeira célula-piloto testada apresentou um rendimento medido de apenas 6%, inferior aos 10 a 18% das células solares comerciais – mas muito melhor do que as outras células nanométricas feitas até hoje, justamente por seu arranjo em forma de nano-pilares. O fato do contato superior ser feito de cobre-ouro – materiais não transparentes – por si só já tirou uns 50% da eficiência. Outro problema é obter uma maior densidade dos pilares e diminuir a área destes que fica em contato com a janela. Esses problemas parecem ter soluções simples que serão testadas em breve.

A versão flexível do novo tipo de célula solar.

Uma célula solar flexível é obtida pela remoção do substrato de alumínio e sua substituição por um eletrodo inferior de irídio. O dispositivo é, então, envolto em plástico flexível transparente.

Com um olho nas aplica­ções práticas, além do de­sem­penho teórico, os pes­qui­sadores fabricaram uma célula solar flexível com o mesmo projeto, removen­do quim­icamente o subs­trato de alumínio e o subs­tituindo por uma fina ca­ma­da de irídio para criar o eletrodo inferior. Toda a célula solar resultante é recoberta com plástico trans­­parente (polidimetil­siloxano) para criar um dis­positivo dobrável, que pode ser flexionado com um efeito apenas marginal sobre o desempenho – e sem qualquer perda de desempenho após suces­sivas dobragens.

Javey finaliza: “Existem vá­rias maneiras de melho­rar o desempenho dos dispositivos fotovoltáicos tridimensionais em nano-pilares, assim como maneiras de simplificar os processos de fabricação, mas o método já é altamente promissor como forma de diminuir os custos de células solares efi­cientes. Obtivemos a capacidade de criar estruturas mono-cristalinas dire­tamente sobre grandes folhas de alumínio. E a configuração tridimensional sig­nifica que os requisitos de qualidade e pureza dos materiais empregados podem ser relaxados, portanto menos custosos. Os arranjos em nano-pilares são um novo caminho para módulos solares mais versáteis”.

O artigo “Three-dimensional nanopillar-array photovoltaics on low-cost and
flexible substrates
”, por Zhiyong Fan, Haleh Razavi, Jae-won Do, Aimee
Moriwaki, Onur Ergen, Yu-Lun Chueh, Paul W. Leu, Johhny C. Ho,
Toshitake Takahashi, Lothar A. Reichertz, Steven Neale, Kyoungsik Yu,
Ming Wu, Joel W. Ager e Ali Javey, será publicado na edição de agosto de Nature Materials e está disponível online em http://www.nature.com/nmat/journal/vaop/ncurrent/abs/nmat2493.html.


Supercondutores

[ Traduzido daqui: Exploring High-Temperature Superconductivity and the Pseudogap ]

Pesquisa que emprega duas técnicas complementares melhora a compreensão sobre materiais supercondutores


Illustration showing scanning tunneling microscopy and angle-resolved photo-electron spectroscopy.

Os pesquisadores empregaram duas técnicas para estudar materiais supercondutores em altas temperaturas.
Crédito e imagem ampliada

15 de junho de 2009

A supercondutividade é um estado peculiar onde os elétrons se movem livre­mente dentro de um material sólido. Essa completa ausência de resistência elétrica pode se traduzir em cabos de transmissão de energia elétrica incri­velmente eficientes, assim como em várias outras tecnologias promissoras.

Mas há um probleminha. A maior parte dos materiais supercondutores só fica su­per­condutora em temperaturas extremamente baixas, frequentemente nas vizi­nhanças do zero absoluto (em torno de -273°C). Para resfriar um material o bas­tante para que seus elétrons se tornem “descolados” de seus átomos, os cientistas precisam banhá-lo continuamente em hélio líquido, uma tarefa dis­pendiosa e complicada.

Nos anos 1980, os pesquisadores decobriram grupos de materiais que perdem a resistência elétrica em temperaturas bem mais quentes, de até -218°C. Muitos desses supercondutores de “alta-temperatura” podem ser resfriados com nitro­gênio líquido,
que ferve a escassos -196°C e é muito mais barato e fácil de usar do que o hélio líquido.

Mas o Santo Graal da supercondutividade seria um material que perdesse a re­sis­tência à temperatura ambiente. A fim de descobrir tal prêmio, no entanto, os pesquisadores precisam compreender melhor de que maneira funcionam os su­per­condutores de alta-temperatura atuais.

As duas técnicas complementares

Um grupo de cientistas, financiado pela Divisão de Pesquisa de Materiais da Fun­dação Nacional de Ciências (National Science Foundation = NSF), realizou uma pesquisa que abordou a supercondutividade em altas temperaturas por dois cami­nhos diferentes. Os professores Vidya
Madhavan e Hong Ding do Boston College, juntamente com uma equipe internacional de pesquisadores, usou tanto a microscopia de tunelamento (scanning tunneling microscopy = STM), como a espectroscopia fotoelétrica de resolução angular (angle-resolved photo-electron spectroscopy = ARPES) para estudar o mesmo material, uma cerâmica feita de camadas de óxidos de cobre. Os resultados obtidos foram relatados em Physical Review Letters.

“A STM nos informa acerca das propriedades eletrônicas do material no nível atô­­mico”, explica Madhavan. “Enquanto isso, a ARPES nos dá informações acer­ca do momento dos elétrons, ou seja, suas velocidades e direções. Empregando essas duas técnicas complementares, podemos obter um quadro mais completo do que acontece”.

De acordo com Madhavan, a STM é simples em conceito: “Se aproxima a ponta de um fio metálico bem para perto da superfície do material em estudo e então se aplica uma pequena voltagem”, ela descreve. Por causa da proximidade entre o material e o fio, no intervalo de poucos Ångstroms entre si, a mecânica quân­tica entra em cena.

“Embora os elétrons não tenham energia suficiente para saltar da superfície para o fio e vice-versa, a mecânica quântica diz que existe uma possibilidade fini­ta de descobrir um elétron do outro lado”, explica
Madhavan. “Isto se chama tunelamento quântico e nós usamos isso para conduzir um sinal elétrico que pode ser medido como uma corrente”.

Portanto, a corrente elétrica é sensível à distância entre a amostra e a ponta. “Se houver calombos causados por átomos individuais, a distância muda en­quanto se escaneia”, diz Madhavan. “Podemos medir essas mudanças e plotar a topografia do material. É como se passassemos o dedo por uma superfície ás­pera”.

Medindo o Momento

A STM busca a posição de grande número de elétrons no espaço real. Em con­traste, a ARPES obtem informação sobre a média das velocidades e direções de um grande número de elétrons no espaço.

A ARPES funciona segundo o princípio fotoelétrico. Uma corrente de fótons atin­ge a superfície do material, empurrando para fora elétrons, de forma que se po­de medir sua energia e momento. Os pesquisadores podem empregar esses da­dos para calcular o momento dos elétrons dentro do material.

“Pense em uma bola rolando por uma rua”, explica Madhavan. “Ela tem uma velo­cidade, o que implica em uma direção de movimento. O momento é a velocidade de um objeto vezes sua massa, de forma que o momento da bola tem uma dire­ção, já que sua velocidade tem uma direção”.

A mesma coisa se verifica para elétrons que se movem em um sólido, de acordo com Madhavan. “Se pudermos definir a direção e a velocidade com que os elé­trons estão se movendo, conheceremos o momento”, disse ela.

“Uma vez que o material é cristalino, seus átomos ficam dispostos em um pa­drão ordenado que se repete”, prossegue
Madhavan. “Cada um deles atrais ou re­pele os elétrons negativos, de forma que estes “sentem” coisas diferentes quando se movem em diferentes direções. Seus momentos – ou seja, como eles se comportam em diferentes direções – é realmente muito importante”.

Gaps e Pseudogaps

Os cientistas usaram tanto STM como ARPES para estudar o Bi 2201 (Bi2Sr2-xLaxCuO6+d),
um óxido de bismuto-cobre com alguns átomos de estrôncio subs­ti­tuídos por lantânio. Eles encontraram indícios de dois gaps de energia dife­rentes no material.

Um gap de energia é uma faixa de energias que os elétrons não podem ter, segundo as regras da mecânica quântica. Para os supercondutores, esse gap é bem conhecido e diretamente relacionado com a TC, a temperatura crítica, abai­xo da qual o material perde a resistência. 

“Acima da T não se espera, normalmente, encontrar outro gap de energia”, diz Madhavan.
“Mas em alguns materiais, se encontra um segundo gap que exclui parte dos elétrons – isso é chamado de pseudogap, porque não é um gap com­pleto”. Com esta pesquisa, a equipe estava tentando compreender os pseu­dogaps.

“Por longo tempo, as pessoas imaginavam que se poderia começar com um ma­te­rial em alta temperatura e ir o resfriando até a fase de pseudogap”, relata
Madhavan. “Então, na medida em que se resfriasse mais ainda, até a TC, o ma­te­rial entraria em uma fase onde só se observaria supercondutividade”.

Porém, tanto a STM como a ARPES mostraram sinais de que existe uma fase de pseudogap dentro da fase de supercondutividade. “Isso significa que as duas fases estão, de alguma forma, competindo e coexistindo”, observa Madhavan. “É possível que os mesmos princípios físicos que levam ao pseudogap, tambem levem à supercondutividade, caso no qual não se pode ter uma sem o outro”.

Em busca dos Pseudogaps

No futuro, a equipe espera procurar por pseudogaps na fase supercondutora de outros materiais de óxidos de cobre. “Eu não quero afirmar que a compreensão do pseudogap vai nos ajudar a desenvolver supercondutores de temperatura ambiente”, acautela Madhavan. “Por outro lado, isso pode nos ajudar a projetar um tipo diferente de material que possa se tornar, eventualmente, um super­condutor de temperatura ambiente”.

Porém Madhavan não está motivada pela utilidade de sua pesquisa. “As apli­cações caem do céu inesperadamente a partir desse tipo de descoberta”, diz ela. “Quando não se está buscando nada em particular, se pode, de repente, descobrir uma maneira completamente diferente de usá-la”.

“A razão pela qual estamos tão interessados em compreender o que acontece com esses materiais, é curiosidade acerca do mundo real. É bonito quando se descobre como alguma coisa funciona na natureza”.

-Artigo original (em inglês) de 
Holly
Martin, National Science Foundation


Pesquisadores

Hong Ding

Ziqiang Wang

Vidya Madhavan

Instituições e Organizações Relacionadas
Departamento de Física do Boston College
Centro de Radiação Synchrotron do Winsconsin
Laboratório de ARPES da Universidade Tohoku
Instituto de Física e Laboratório Nacional de Matéria  Condensada, Beijing


Metal capilar (o Dr. Guo ataca novamente)

Lembram do Dr. Guo e seu laser de femtossegundo que consegue dar um novo alen­to às velhas lâmpadas incandescentes?

Pois é… A Universidade de Rochester está anunciando outra descoberta bombástica da equipe do Dr. Guo: um metal que faz o líquido subir contra a gravidade, como se fosse um pavio. Se você tem o FlashPlayer instalado em seu navegador, aproveite para ver o filme.

A idéia é até simples: escavar micro-canais na superfície de um metal com o tal laser. Os campos magnéticos (mais fortes) dos átomos do metal se tornam capazes de atrair as moléculas do líquido com mais força/rapidez do que as outras moléculas do próprio líquido e o metal preparado suga o líquido.

A idéia inicial é aplicar esse metal a dispositivos de diagnóstico médico, por exemplo, micro-analisadores de sangue.

Resta saber que outros “segredos” o Dr. Chunlei Guo (e seu assistente, Anatoliy Vorobyev) continuam guardando para futuras publicações na Applied Physics Letters.

Monitoramento de plataformas “offshore” – tecnologia vinda do espaço

[ Traduzido daqui ]


Usando tecnologia espacial para monitorar campos de petróleo e gás “offshore”



 
Controle por satélite para o monitoramento de instalações de prospecção de petróleo e gás “offshore”

 

 

2 de junho de 2009
 
Com o auxílio da tecnologia da ESA empregada no monitoramento e controle de satélites, uma nova companhia no Centro de Incubação de Ne­gócios da ESA desenvolveu um sistema para o monitoramento remoto de instalações de pros­pecção de petróleo e gás “offshore”.
 
“Nosso sistema batizado de Remote Intuitive Visual Operations system (RIVOPS) (Sistema de Operações Remoto Visual Intuitivo) é baseado em anos de experiência da ESA no monitoramento de satélites e na administração de situações de emergência. É um sistema de alarme e monitoramento que se sobrepõe aos sistemas de controle convencionais comercializados e usados pelas companhias de exploração “offshore” de pertróleo e gás”, explica Ale­xandre Van Damme da companhia franco-holandesa EATOPS.
 
 

StatoilHydro's Åsgard B offshore oil rig
   
Plataforma de pretróleo “offshore”

 

Em uma instalação “offshore”, milhares de parâmetros têm que ser monitorados continuamente.  Combinando os parâ­metros monitorados em conglomerados e aplicando uma série de algorítimos de filtragem, a EATOPS fornece uma visão geral limpa, gráfica e intuitiva de todas as situações de emergência que podem ocorrer em uma plataforma de petróleo ou outra estrutura “offshore” similar.

O sistema RIVOPS da EATOPS acrescenta funcionalidade aos sistemas de monitoramento já em uso para a super­visão das instalações e auxiliar os operadores das instala­ções de petróleo e gás a detectar e identificar os problemas de modo mais rápido e eficiente.

 
 

Satellite control from ESOC
 
Controle de satélites

 

 

A tecnologia espacial aumenta a segurança
 
Na ESA, o conceito de agrupar parâmetros em conglo­me­rados principais para monitoramento foi desenvolvido e refi­nado ao longo dos anos para o controle de satélites. O modo de organizar o monitoramento dos parâmetros dos satélites e o emprego de técnicas de visualização intuitiva se provou ser uma metodologia segura que permite uma tomada de decisões mais rápida. 

 
 

Envisat environmental satellite
   
Envisat

 

Isso tornou possível operar e monitorar continuamente uma grande gama de parâmetros com um número relativamente pequeno de operadores. Para o Envisat, o maior satélite euro­peu, os operadores têm que monitorar continuamente mais de 20 000 parâmetros, o que é um número comparável ao de uma grande instalação “offshore” de petróleo e gás.

“Dentro de segundos, o operador consegue identificar de onde estão se originando os alarmes e, o que é mais importante, como eles se rela­cionam entre si. O RIVOPS pode supervisionar constantemente grandes instalações, tais como os campos de pretróleo e gás, e proporcionar aos opera­dores uma clara compreensão do cenário de uma emergência em tempo real, o que aumenta a segurança geral das instalações”, explica Van Damme.

 
 

   
Operação do sistema RIVOPS

 

Van
Damme é um dos inventores do RIVOPS. Este sistema foi desenvolvido a partir do emprego de tecnologia compro­vada da ESA com controles ergonômicos para o controle de seus satélites que consiste de um console que fornece uma visão geral inteligente das situações de alarme. Ele foi de­sen­volvido no Centro de Incubação de Negócios da ESA no European Space Research and Technology Centre (ESTEC) (Centro Europeu de Pesquisa e Tecnologia Espaciais) em Noordwijk, Holanda, com o apoio dos controladores de voo da ESA, assim como da perícia dos centros de controle de petróleo e gás “offshore” do Mar do Norte localizados em Den Haag
e Den Helder na Holanda, e em Stavanger na Noruega.
 
 

 
O RIVOPS apresenta o status em displays em três dimensões.

 

 

Um novo display tridimensional para uma me­lhor supervisão
 
Outro aspecto inovador do sistema RIVOPS, em compa­ração com muitos sistemas convencionais de monitora­mento industrial, é que ele usa representações em três dimensões para exibir o estado de todos os parâmetros. Isso foi desenvolvido para o controle de satélites a fim de melhorar a visibilidade. Transferido para o RIVOPS, ele foi melhorado com toda uma nova gama de recursos especifi­camente projetados para instalações “offshore” de petróleo e gás. 

O sistema RIVOPS está, atualmente, passando por avaliações or parte de várias instalações no Mar do Norte em águas holandeseas e norueguesas. Van Damme antevê que o sistema RIVOPS poderia dar uma segurança extra para as futuras prospecções planejadas para o Mar Ártico, onde o frágil ecossistema polar, combinado com condições climáticas extremamente rudes, exige um monito­ramento extra-cuidadoso, como, por exemplo, o vasto campo de gás de  Shtokman no Mar de Barents, que se estima ser um dos maiores campos de gás do mundo.

 
 

   
Plataforma de explo­racão de petróleo “offshore”

 

“Localizado a
600 km ao Norte da Peninsula de
Kola, os icebergs, ondas de 27 metros e temperaturas de até -50°C, fazem exigências extremas sobre as tecnologias e sistemas necessários a uma extração e transporte seguros desse gás até os litorais da Europa, Rússia e América do Norte”, diz Van Damme.

“Para tais instalações, nosso sistema RIVOPS poderia pro­ver uma segurança extra”.
 
 
Fruto do Centro de Incubação de Negócios da ESA
 
“Este é um excelente exemplo de como a tecnologia espacial pode trazer bene­fícios para a sociedade”, explica Bruno Naulais, Gerente de Incubação de Negó­cios da ESA.

“A EATOPS baseou seu sistema em tecnologia bem comprovada que usamos na ESA para
monitorar todos os nossos satélites. Ficando localizada no Centro de Incubação de Negócios da ESA no ESTEC, a EATOPS conseguiu acelerar a aplicação da tecnologia para os negócios de “offshore”. Nossos especialisras em monitoramento de satélites auxiliaram a EATOPS a transferir a comprovada funcionalidade de nossas aplicações para seu novo sistema”.
 
 
Escritório do Programa de Tranferência de Tecnologia da ESA (Technology Transfer Programme Office = TTPO)
 
A principal missão do ESA-TTPO é facilitar o uso de tecnologia espacial e sistemas espaciais para aplicações não espaciais, e demonstrar de forma cabal os benefícios do programa espacial europeu para os cidadãos europeus. O TTPO é responsável pela estratégia geral de transferência de tecnologias espaciais, inclusive a incubação de núcleos de companhias e seu financiamento.


Lâmpada incandescente “envenenada”


Regular light bulbs made super-efficient with ultra-fast laser

Um processo com laser duplica a luminosidade  de uma lâmpada comum com a mesma quantidade de energia

Chunlei Guo em frente de seu laser de femtossegundo que pode duplicar a eficiência de uma lâmpada incandescente comum.

Foto da Universidade de Rochester.

Um laser ultra-poderoso pode tornar uma lâm­pada incandescente comum em uma lâmpada altamente econômica, segundo os pesqui­sa­dores da Universidade de Rochester. Com o pro­cesso, se pode criar uma lâmpada com a lu­mi­nosidade de uma de 100 W, com um con­sumo inferior ao de uma de 60 W, de fabri­cação mais barata e com uma luz mais agra­dável do que as lâmpadas fluorescentes.

O processamento com laser cria um arranjo de estruturas em nano e micro-escala na super­fície de um filamento de tungstênio comum — aquele fiozinho dentro da lâmpada — e essas estruturas tornam o tungstênio muito mais efi­ciente na irradiação de luz.

As descobertas serão publicadas em uma pró­xima edição de Physical Review Letters.

Chunlei Guo, professor associado de óptica na Universidade de Rochester, diz: “Nós vínhamos fazendo experiências com lasers ultra-rápidos para modificar as propriedades de metais e imaginamos o que po­de­ria acontecer se aplicássemos o laser em um filamento. Nós disparamos o laser através do bulbo de vidro e alteramos uma pequena área no filamento. Quando acendemos a lâmpada, podemos ver que realmente aquele pedacinho es­ta­va brilhando mais do que o resto do filamento, mas o consumo de energia da lâmpada não se alterou”.

A chave para a criação desse super-filamento é um feixe de luz, ultra-breve e
ultra-intenso, chamado de pulso laser de femtossegundo. O jato de laser dura apenas poucos quadrilhonésimos de segundo. Para ter uma idéia sobre esse tipo de velocidade, considere que um femtossegundo está para um segundo o que um segundo está para 32 milhões de anos. Durante esse breve jato, o laser de Guo libera a mesma potência que toda a rede elétrica da América do Norte sobre um pontinho do tamanho da ponta de uma agulha. O impacto intenso força a superfície do metal a formar nano e micro-estruturas que alteram drama­ticamente o quão eficientemente o filamento pode irradiar luz.

Em 2006, Guo e seu assistente, Anatoliy Vorobeyv, usaram um processo a laser similar para tornar qualquer metal totalmente preto. As estruturas criadas na superfície do metal eram incrivelmente eficazes em capturar as radiações, tais como a luz.

“Existe uma lei da natureza muito interessante, do tipo ‘quanto mais absorve, mais emite’, que governa as quantidades de luz absorvidas e emitidas por um material”, explica Guo. Já que o metal enegrecido era extremamente bom em absorver luz, ele e Vorobyev decidiram estudar o processo reverso — se o fila­mento enegrecido irradiaria luz mais eficientemente também.

“Nós sabíamos que, em teoria, devia funcionar. Mesmo assim, ficamos surpresos quando ligamos a lâmpada e vimos o quanto o ponto processado era mais lumi­noso”, conta Guo.

Além de aumentar a luminosidade de uma lâmpada, o processo de Guo pode ser usado para ajustar a cor da luz, também. Em 2008, sua equipe usou um pro­cesso similar para mudar a cor de praticamente todos os metais para azul, dou­rado e cinzento, além do preto que eles já tinham obtido. Guo e Vorobyev usa­ram esse conhecimento sobre como controlar o tamanho e o formato das nano­estruturas — e, assim, quais cores essas estruturas irão absorver e irradiar —  para modificar as quantidades de luz irradiada pelo filamento em cada compri­mento de onda. Embora Guo ainda não seja capaz de fazer com que uma lâm­pada comum emita apenas luz azul, por exemplo, ele pode modificar o espectro irradiado em geral de forma a que o tungstênio, que normalmente irradia uma luz amarelada, possa irradiar uma luz mais puramente branca.

A equipe de Guo conseguiu até que um filamento irradiasse luz parcialmente polarizada, o que até agora tinha se mostrado impossível de faze sem filtros es­pe­ciais que reduzem a eficiência da lâmpada. Criando nano-estruturas em filei­ras estreitas paralelas, parte da luz emitida pelo filamento se torna polarizada.

A equipe está agora trabalhando para descobrir outros aspectos de uma lâm­pada comum que eles possam controlar. Felizmente, apesar da incrível inten­sidade envolvida, o laser de femtossegundo pode ser alimentado por uma sim­ples fonte de parede, o que significa que, quando o processo for refinado, am­pliá-lo de forma melhorar lâmpadas comuns deve ser algo relativamente simples.

Guo também está anunciando neste mês em Applied Physics Letters
uma téc­nica que usa um processo com laser de femtossegundo similar para fazer um pe­daço de metal movimentar automaticamente um líquido em torno de sua super­fície e até fazer o líquido subir contra a gravidade.

Esta pesquisa teve o apoio do Escritório de Pesquisa Científica da Força Aérea dos EUA.

###

Sobre ScienceBlogs Brasil | Anuncie com ScienceBlogs Brasil | Política de Privacidade | Termos e Condições | Contato


ScienceBlogs por Seed Media Group. Group. ©2006-2011 Seed Media Group LLC. Todos direitos garantidos.


Páginas da Seed Media Group Seed Media Group | ScienceBlogs | SEEDMAGAZINE.COM