Tecnologia Científica

Como as moléculas se assentam nas superfícies impulsiona a transferência de energia e elétrons
As interfaces molécula inorgânica são comumente usadas em aplicações como biossensores, células solares e dispositivos orgânicos emissores de luz. A capacidade de mover energia e corrente elétrica por essas interfaces determina o desempenho d
Por Kathleen Haughney - 04/02/2021


Pixabay

Pesquisadores da Florida State University que buscam fazer materiais mais novos e mais eficientes em termos de energia fizeram um avanço na compreensão de como a estrutura dita a transferência de elétrons entre as superfícies.

Tudo tem a ver com a forma como as moléculas estão posicionadas.

Ken Hanson, professor associado de química, e seus colegas descobriram que a maneira como as moléculas se agrupam em um material inorgânico desempenha um papel fundamental em como a energia e a corrente elétrica se movem por essas interfaces, impulsionando assim a funcionalidade.

Sua pesquisa foi publicada no Journal of Physical Chemistry C .

"Sistemas naturais como a fotossíntese e milhões de anos de evolução foram capazes de controlar a orientação das moléculas para tornar a transferência de energia e elétrons muito eficiente", disse Hanson. "Adoraríamos atingir o mesmo nível de controle estrutural com montagens feitas por humanos."

As interfaces molécula inorgânica são comumente usadas em aplicações como biossensores, células solares e dispositivos orgânicos emissores de luz. A capacidade de mover energia e corrente elétrica por essas interfaces determina o desempenho do dispositivo.

As multicamadas ligadas a íons metálicos surgiram recentemente como uma estratégia para controlar a interface ajustando as propriedades de cada camada. Essas multicamadas têm sido utilizadas para células solares, geração de combustíveis solares e retificadores moleculares. Além das propriedades das camadas individuais, a maneira como as moléculas da superfície são posicionadas desempenha um papel crítico na forma como essas camadas se comunicam.

Mas até agora, o posicionamento ou orientação era desconhecido.

"Os átomos em sistemas químicos complexos estão balançando e balançando sem rumo", disse o professor de Química e Bioquímica da FSU, Wei Yang, coautor do estudo. "Entender como sistemas químicos complexos se organizam dinamicamente de modo a ditar propriedades essenciais, como a conversão para cima de fótons molecular, não é apenas significativo na prática para o design ideal de materiais, como células solares, mas também intelectualmente verdadeiramente satisfatório."

Hanson disse agora que eles têm um melhor entendimento da estrutura e orientação, eles querem controlá-la para fazer células solares mais eficientes ou outras tecnologias.

"Os resultados fundamentais obtidos neste estudo são de grande importância para o desenvolvimento de futuras aplicações avançadas do Exército em sensoriamento e armazenamento de energia ", disse Pani Varanasi, chefe do Gabinete de Pesquisa do Exército, um elemento do Laboratório de Pesquisa do Exército do Comando de Desenvolvimento de Capacidades de Combate do Exército dos EUA.

 

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