lunes,6 diciembre 2021
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Aún mayor potencial lumínico se halla en el grafeno

Plantas y árboles podrán sustituir la luz artificial

Ayda Beltrán Toro
Ingenieros del Instituto Tecnológico de Massachusetts han ogrado que una planta de berro alumbre en la oscuridad.Esta innovación trae la posibilidad de que las hojas de los árboles se tornen de un color verde fluorescente como si fueran luciérnagas, generando así luz natural que competirá con la del grafeno.Abre así el camino para utilizar plantas en lugar de otras fuentes de iluminación en el futuro. Antes se han usado para detectar explosivos y comunicar información a un teléfono inteligente.
"Nuestra visión es crear una planta que pueda funcionar como una lámpara de escritorio, una lámpara que no hace falta enchufar (en ningún lado)", explicó Michael Strano, autor principal del estudio, publicado en la revista Nano Letters.

"En esencia, la planta está alimentada por su propio metabolismo energético", añadió el investigador.

Para lograr este efecto, los expertos recurrieron a la luciferasa, la misma enzima que hace brillar a las luciérnagas. La luciferasa actúa sobre una molécula llamada luciferina y la fuerza a emitir luz.En este proceso participa también una molécula denominada coenczima A, que facilita el proceso. Cada uno de estos componentes es transportado por una nanopartícula, que garantiza que lleguen al sitio adecuado y evitan que se concentren en uno en particular, lo cual podría resultar tóxico para la planta.

Los investigadores lograron que la planta emitiese luz por cerca de tres horas y media. Y, aunque la luz obtenida fue relativamente tenue, creen que pueden aumentar su intensidad así como el tiempo que se mantiene encendida.

A diferencia de otros experimentos anteriores, que mediante un proceso mucho más complejo lograron hacer brillar a un tipo específico de planta, el método desarrollado por los investigadores del MIT puede aplicarse en cualquier tipo de planta. Para apagarla, simplemente se agrega nanopartículas que transporten una sustancia que inhabilite a la luciferasa.

El estudio es parte de una nueva área de investigación que intenta darle a las plantas nuevas características. Su objetivo final, según los investigadores, es crear plantas que puedan desempeñar muchas de las funciones que ahora cumplen dispositivos eléctricos, incorporando dentro de ellas distintas clases de nanopartículas.

Con anterioridad, también se han desarrollado plantas que pueden detectar explosivos y comunicar información a un teléfono inteligente.

Las nanofibras de grafeno muestran mayor potencial como fuente de luz

Previamente, y también por primera vez, por otra parte, investigadores europeos han observado experimentalmente emisión de luz de nanofibras de grafeno individuales, lo que puede conducir al desarrollo de fuentes de luz basadas en este material.   Demostraron que las nanofibras de 7 átomos de ancho emiten luz a una alta intensidad que es comparable a los dispositivos emisores de luz brillante hechos de nanotubos de carbono, y que el color puede ajustarse ajustando el voltaje.    

Los investigadores, dirigidos por Deborah Prezzi en el Instituto CNR-Nanociencia en Modena, Italia, y Guillaume Schull en la Universidad de Estrasburgo en Francia, han publicado un artículo sobre sus observaciones de la primera electroluminiscencia de nanofibras de grafeno individuales en una edición reciente de Nano Letters. 

"En general, los dispositivos de escala molecular son sistemas fundamentales interesantes, pero son bastante inestables y producen una cantidad limitada de señal", dijo Schull a Phys.org. "En nuestro artículo, demostramos que las nanofibras de grafeno individuales se pueden usar como fuentes de luz intensas, estables y controlables. Estos son pasos decisivos hacia aplicaciones optoelectrónicas en el mundo real con sistemas orgánicos a nanoescala".    

Aunque las excelentes propiedades electrónicas del grafeno se han investigado extensamente, se sabe mucho menos sobre sus propiedades ópticas. Uno de los inconvenientes de usar grafeno como dispositivo emisor de luz es que Las nanofibras de grafeno muestran potencial como fuente de luz las láminas de grafeno no tienen una banda prohibida óptica.  Sin embargo, estudios recientes han demostrado que, cuando se corta en cintas finas de solo unos pocos átomos de ancho, el grafeno obtiene una gran brecha de banda óptica, lo que abre la posibilidad de emisión de luz.    

Experimentalmente, solo se han producido algunas demostraciones de emisión de luz a partir de nanofibras de grafeno, que se han limitado a conjuntos de nanocintas y que solo han revelado una emisión de Las nanofibras de grafeno muestran potencial como fuente de luz débil. Por lo tanto, los resultados del nuevo estudio, que muestran una luz mucho más brillante emitida por nanofibras de grafeno individuales en comparación con conjuntos, insinúan el potencial desaprovechado de las propiedades ópticas del grafeno.    

Utilizaron para ello un novedoso método de configuración en el que un nanorbono de grafeno individual conecta dos electrodos metálicos, formando por primera vez un circuito electrónico. Usando una punta de microscopio, los investigadores levantaron parcialmente el nanorbono para que se apoyara parcialmente en el sustrato y se suspendiera parcialmente. Esta configuración reduce el acoplamiento entre el nanorbono y los electrodos que de otro modo apagaría la emisión de luz.    Las pruebas mostraron que las nanofibras individuales de grafeno exhiben una emisión óptica intensa de hasta 10 millones de fotones por segundo, que es 100 veces más intensa que la emisión medida …

Las pruebas mostraron que las nanofibras individuales de grafeno exhiben una emisión óptica intensa de hasta 10 millones de fotones por segundo, que es 100 veces más intensa que la emisión medida para dispositivos optoelectrónicos de un solo molecular previos, y comparable a la medida para dispositivos brillantes emisores de luz hecho de nanotubos de carbono.        

"Es probable que exploremos la influencia del ancho de las nanocintas de grafeno en el color de la luz emitida, ya que se espera que el ancho controle el tamaño de la brecha", dijo Schull. El impacto de los defectos también debe ser explorado. Eventualmente, uno debe proponer métodos para integrar nuestros dispositivos de nanocintas de grafeno en circuitos más grandes".

 

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