Científicos descubren una nueva manera de transformar electricidad en luz gracias al grafeno

Escrito por Alberto García
Ciencia

El grafeno es el material del futuro sobre el cuál se está investigando en el presente. Es un material polivalente formado por estructuras de carbono puro similar al grafito. Es 100 veces más fuerte que el acero y tiene la misma densidad que la fibra de carbono. Es flexible y transparente. Es un buen conductor de la electricidad y se calienta poco al conducir electrones. La propiedad más importante para este nuevo estudio es que genera electricidad al ser alcanzado por la luz. Ahora, han comprobado que puede ser incluso al revés.

Científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts han descubierto una nueva manera de transformar energía en luz utilizando grafeno. Para ello, observaron que cuando la luz incide en una lámina de grafeno, la velocidad de esta se reduce cientos de veces. La velocidad a la que se movían los fotones una vez se frenaban era muy similar a la de los electrones moviéndose en el mismo material, que es de 1/300 la velocidad de la luz en el espacio. Si se pudiera modificar la lámina de grafeno para que ambas velocidades coincidieran, las partículas podrían interactuar aún más entre sí.

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Funcionamiento

Esto es debido a que el grafeno es capaz de atrapar la luz de una manera llamada “plasmón superficial”. Estos plasmones son unas partículas que representan las oscilaciones de los electrones en la superficie de grafeno. Combinar la posibilidad reducir la velocidad de la luz y permitir que los electrones se muevan rápido son unas de las propiedades más impactantes del grafeno, y casi únicas. Este sistema podría ser usado como una nueva manera de generar luz a partir de electricidad. Hasta ahora, sólo se había investigado la posibilidad de usar el grafeno para generar electricidad a partir de luz solar.

Al frenar la luz, y hacer que los electrones superen la velocidad de la luz, se rompe la “barrera de la luz”, y se genera una onda explosiva de luz. Un proceso similar al que ocurre cuando se rompe la barrera del sonido, sólo que aquí se hace bidimensionalmente en la lámina de grafeno.

grafeno

Usos actuales y futuras aplicaciones

Este efecto fue descrito hace 80 años por un físico soviético llamado Pavel Čerenkov, y sólo se tenía en cuenta para la astronomía y se utilizaba para detectar partículas cósmicas ultrarrápidas. También se usa para los aceleradores de partículas. Ahora, gracias al grafeno, se puede tener en cuenta este efecto para generar luz de manera más eficiente, compacta, rápida y adaptable a nuevas aplicaciones, como utilizarlo para chips informáticos y multiplicar su potencia en millones de veces al usar sistemas basados en luz en lugar de electromagnetismo.

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Fuente > MIT News