Home » Știință » Oamenii de știință din domeniul energiei dezleagă misterul strălucirii aurului

Oamenii de știință din domeniul energiei dezleagă misterul strălucirii aurului

Publicat: 25.04.2024

Cercetătorii de la EPFL au dezvoltat primul model cuprinzător al efectelor cuantico-mecanice care stau la baza fotoluminescenței aurului – o descoperire care ar putea conduce la dezvoltarea combustibililor și bateriilor solare.

Luminescența, sau emisia de fotoni de către o substanță expusă la lumină, este cunoscută de sute de ani ca fiind prezentă în materialele semiconductoare precum siliciul.

Comportamentul la scară nanometrică al electronilor în momentul în care aceștia absorb și apoi reemit lumina poate spune cercetătorilor foarte multe despre proprietățile semiconductorilor, motiv pentru care aceștia sunt adesea folosiți ca sonde pentru a caracteriza procesele electronice, cum ar fi cele care au loc în interiorul celulelor solare.

În 1969, oamenii de știință au descoperit că toate metalele sunt luminiscente într-o anumită măsură, însă anii care au trecut nu au reușit să ofere o înțelegere clară a modului în care se produce acest lucru.

Interesul reînnoit pentru această emisie de lumină, determinat de aplicații de cartografiere a temperaturii la scară nanometrică și de fotochimie, a reaprins dezbaterea privind originile sale. Dar răspunsul era încă neclar – până acum.

Descoperirea ar putea conduce la dezvoltarea bateriilor solare

,,Am dezvoltat pelicule de aur metalic de foarte bună calitate, ceea ce ne-a pus într-o poziție unică pentru a elucida acest proces fără factorii de confuzie ai experimentelor anterioare”, spune Giulia Tagliabue, șefa Laboratorului de Nanoștiință pentru Tehnologii Energetice (LNET) din cadrul Școlii de Inginerie.

Într-un studiu recent publicat în Light: Science and Applications, Tagliabue și echipa LNET au focalizat fascicule laser asupra unor pelicule de aur extrem de subțiri – între 13 și 113 nanometri – și au analizat apoi strălucirea slabă rezultată.

Datele generate de experimentele lor precise au fost atât de detaliate – și atât de neașteptate – încât au colaborat cu teoreticieni de la Institutul de Știință și Tehnologie din Barcelona, Universitatea din sudul Danemarcei și Institutul Politehnic Rensselaer (SUA) pentru a reface și a aplica metode de modelare mecanică cuantică.

Abordarea cuprinzătoare a cercetătorilor le-a permis acestora să tranșeze dezbaterea legată de tipul de luminescență emanată de filme – fotoluminescența – care este definită de modul specific în care electronii și omologii lor cu sarcină opusă se comportă ca răspuns la lumină. De asemenea, le-a permis să producă primul model complet cantitativ al acestui fenomen în aur, care poate fi aplicat la orice metal.

Un avantaj pentru oamenii de știință

Tagliabue explică faptul că, folosind o peliculă subțire de aur monocristalin produsă cu ajutorul unei tehnici de sinteză noi, echipa a studiat procesul de fotoluminescență pe măsură ce a făcut metalul din ce în ce mai subțire.

Aceste observații au furnizat informații spațiale esențiale despre locul exact în care procesul de fotoluminescență a avut loc în aur, ceea ce reprezintă o condiție prealabilă pentru utilizarea metalului ca sondă. Un alt rezultat neașteptat al studiului a fost descoperirea faptului că semnalul fotoluminescent al aurului ar putea fi folosit pentru a sonda temperatura suprafeței proprii a materialului – un avantaj pentru oamenii de știință care lucrează la scară nanometrică.

Cercetătorii consideră că descoperirile lor vor permite utilizarea metalelor pentru a obține informații detaliate fără precedent despre reacțiile chimice, în special cele implicate în cercetarea în domeniul energiei, scrie EurekAlert.

Metale precum aurul și cuprul – următoarea țintă de cercetare a LNET – pot declanșa anumite reacții cheie, cum ar fi reducerea dioxidului de carbon (CO2) înapoi în produse pe bază de carbon, cum ar fi combustibilii solari, care stochează energia solară în legături chimice.

Vă recomandăm să mai citiți și:

A fost creată o nouă formă de aur și este extrem de ciudată

Prețul petrolului și al aurului a crescut după loviturile asupra Iranului

Nou maxim istoric pentru aur! Ce spun analiștii?

Un laureat al Premiului Nobel pentru Pace a fost condamnat la închisoare

Mihaela Horchidan
Mihaela Horchidan
Mihaela și-a finalizat studiile la Facultatea de Jurnalism și Științele Comunicării din cadrul Universității din București, având experiență în presa online și radio. Curiozitatea, dorința de a afla cât mai multe și pasiunea pentru istorie, ştiinţă şi natură au condus-o către Descopera.ro citește mai mult
Urmărește DESCOPERĂ.ro pe
Google News și Google Showcase
Cele mai noi articole
Un obicei simplu și surprinzător ar putea să îmbunătățească relațiile de cuplu
Un obicei simplu și surprinzător ar putea să îmbunătățească relațiile de cuplu
Egiptenii antici sacrificau slujitorii faraonilor pentru a-i servi și în viața de apoi
Egiptenii antici sacrificau slujitorii faraonilor pentru a-i servi și în viața de apoi
Animalele ar fi evoluat cu 200 de milioane de ani mai devreme decât credeam, indică noi fosile
Animalele ar fi evoluat cu 200 de milioane de ani mai devreme decât credeam, indică noi fosile
Fisticul ar putea fi un aliat natural pentru un somn odihnitor, indică un nou studiu
Fisticul ar putea fi un aliat natural pentru un somn odihnitor, indică un nou studiu
Axa Pământului s-a deplasat de patru ori în ultimii 320 de milioane de ani, inclusiv în era dinozaurilor
Axa Pământului s-a deplasat de patru ori în ultimii 320 de milioane de ani, inclusiv în era dinozaurilor
Cât de repede îți îmbătrânește creierul? Bacteriile din intestin ar putea deține răspunsul
Cât de repede îți îmbătrânește creierul? Bacteriile din intestin ar putea deține răspunsul
Ecranele ne fură prietenii, somnul și sportul. Care este concluzia desprinsă din 121 de studii?
Ecranele ne fură prietenii, somnul și sportul. Care este concluzia desprinsă din 121 de studii?
Cum ar putea fi salvați coralii de temperaturile extreme
Cum ar putea fi salvați coralii de temperaturile extreme
Un experiment cu copaci început în urmă cu peste 3 decenii încă oferă informații utile
Un experiment cu copaci început în urmă cu peste 3 decenii încă oferă informații utile
O țară are atât de puțini copii încât își închide școlile. Se întâmplă în Europa
O țară are atât de puțini copii încât își închide școlile. Se întâmplă în Europa
Bolile care nu vor să dispară, în ciuda progreselor din medicină
Bolile care nu vor să dispară, în ciuda progreselor din medicină
Mecanismul prin care celulele ombilicale pot opri cancerul
Mecanismul prin care celulele ombilicale pot opri cancerul
La ce să fii atent ca să nu confunzi depresia cu îmbătrânirea?
La ce să fii atent ca să nu confunzi depresia cu îmbătrânirea?
Astronomii raportează primele emisii radio localizate direct pe o exoplanetă. De ce nu provin de la extratereștri
Astronomii raportează primele emisii radio localizate direct pe o exoplanetă. De ce nu provin de la extratereștri
O nouă specie de pinguin a fost descrisă după mai bine de un secol
O nouă specie de pinguin a fost descrisă după mai bine de un secol
De ce unii japonezi rămân activi chiar și după 80 sau 90 de ani
De ce unii japonezi rămân activi chiar și după 80 sau 90 de ani
Cum arată testul de 30 de secunde care poate oferi indicii despre starea de sănătate
Cum arată testul de 30 de secunde care poate oferi indicii despre starea de sănătate
Astronomii au recreat „supa” primordială a Big Bangului și au descoperit un rezultat neașteptat
Astronomii au recreat „supa” primordială a Big Bangului și au descoperit un rezultat neașteptat