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FOTOTRANSISTOR AL GRAFENE, PIU’ SENSIBILI ALLA LUCE GRAZIE ALLA CLOROFILLA

Categoria // Ricerca di base e Finanziamenti, ICT e Tecnologie Digitali, Energia, Grafene

Un gruppo di ricercatori dell'Institute of Atomic and Molecular Sciences di Taiwan ha messo a punto in laboratorio un fototransistor al grafene che sfrutta la capacità della clorofilla di assorbire la luce.

Megliopossibile - Fototransistor al grafene, più sensibili alla luce grazie alla clorofilla
Megliopossibile - Fototransistor al grafene, più sensibili alla luce grazie alla clorofilla
Un gruppo di ricercatori dell'Institute of Atomic and Molecular Sciences di Taiwan ha messo a punto un fototransistor in grafene rivestito di clorofilla molto più sensibile alla luce dei dispositivi realizzati in puro grafene.

Il grafene, come abbiamo avuto già modo di approfondire, ha notevoli proprietà ottiche ed elettroniche. Tali proprietà lo rendono particolarmente adatto per la realizzazione di dispositivi, come per esempio sensori fotoelettrici e celle solari, più efficienti di quelli in commercio.

Questo perché l'innovativo materiale è in grado di assorbire i fotoni in un ampio intervallo di frequenza e perché "trasporta" gli elettroni ad alta velocità. Presenta, tuttavia, un problema: ha una bassa sensibilità alla luce. Per superare questo ostacolo, diversi team di studio hanno cercato di "unire" il grafene a materiali di diverso tipo che consentissero ai dispositivi di assorbire la luce in modo più efficace. Nessuno fino a questo momento aveva però pensato alla clorofilla.

La clorofilla - pigmento presente nelle cellule vegetali in grado di convertire l'energia solare in energia chimica - è uno dei "materiali" più efficienti nell'assorbimento della luce. Per decenni, nei laboratori di ricerca, si è cercato di riprodurre artificialmente le straordinarie capacità della clorofilla, senza successo. I ricercatori hanno allora cominciato a pensare di utilizzare direttamente il pigmento naturale nei loro studi: economico, non tossico, ampiamente diffuso.

E proprio seguendo questa filosofia, Shao-Yu Chen e colleghi (clicca qui, per scaricare il pdf che spiega il loro lavoro) hanno realizzato in modo semplice ma efficace un dispositivo in grafene "supportato" proprio dalla clorofilla.

Il prototipo è stato creato attaccando due elettrodi d'oro alle estremità di un foglio di grafene. Il grafene è successivamente stato ricoperto da uno strato di clorofilla con una tecnica chiamata "drop casting". Tale tecnica prevede che una goccia di soluzione contenente clorofilla venga versata sulla superficie d'interesse e poi sia lasciata evaporare. In questo modo sul materiale resta un cappotto di pura clorofilla.

Lo strato di clorofilla ha una notevole influenza sulle caratteristiche elettroniche del dispositivo. Quando viene applicata una tensione ai due elettrodi d'oro, si genera infatti un limitato flusso di corrente. Nel momento in cui, però, la clorofilla viene colpita dalla luce a una certa frequenza, la corrente aumenta vertiginosamente. Questo avviene perché la luce stimola il rilascio di elettroni dalla clorofilla al grafene. I ricercatori sostengono che per ogni fotone assorbito dalla clorofilla, circa un milione di elettroni vadano a potenziare il flusso di corrente.

Lo studio è molto interessante perché dimostra come la clorofilla possa essere incorporata in un fototransistor bio-ispirato in modo relativamente semplice. Tuttavia, il dispositivo è ancora "grezzo" e avrà bisogno di ulteriori perfezionamenti e ottimizzazioni prima di poter essere utilizzato per applicazioni reali.
La Redazione

Pubblicato:

Giovedì, 04 Luglio 2013

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