Científicos rusos lograron conferir nuevas propiedades a un prometedor material semiconductor. Esta nueva tecnología permitirá llevar a cabo reacciones químicas bajo la influencia de la luz solar para obtener energía, purificar agua y cumplir otras tareas, además de aumentar la sensibilidad de los fotodetectores.
Los resultados se han publicado en Communications Chemistry. La fotocatálisis, es decir, la aceleración de las reacciones químicas mediante la energía de la luz, es un elemento importante en las tecnologías de energía alternativa y otras áreas, según los científicos. La fotocatálisis no solo permite generar energía, sino también obtener sustancias químicas valiosas o purificar agua.
El material clave utilizado para esto son los semiconductores, que absorben la luz y la convierten en electrones de alta energía. De acuerdo con los expertos, los semiconductores en forma de nanofibras son muy interesantes.
Los investigadores explicaron que uno de los materiales más inusuales e interesantes para crear tales nanofibras es el diseleniuro de tungsteno. Este compuesto tiene propiedades electrónicas y ópticas útiles, pero obtener nanofibras de él es muy complicado.
El equipo de investigadores de la Universidad Politécnica de Tomsk, junto con colegas de Austria, propusieron una nueva tecnología para obtener nanofibras de alta calidad a partir de diseleniuro de tungsteno, y también desarrollaron un método para mejorar sus propiedades optoelectrónicas mediante nanopartículas de plata.
«Modificamos las propiedades de las nanofibras de diseleniuro de tungsteno al adjuntar diminutas partículas de plata a sus bordes mediante radiación láser. Estas nanopartículas aceleran el proceso de fotocatálisis y aumentan la fotosensibilidad de las nanofibras», explicó el profesor titular de la Escuela de Investigación de Tecnologías Químicas y Biomédicas de la Universidad Politécnica de Tomsk, Raúl Rodríguez.
Los autores destacaron que el nuevo método de producción de nanofibras es de implementación sencilla. El material resultante es de muy alta calidad, y las nanopartículas están ubicadas precisamente en sus bordes, lo que mejora sus características.
En sus palabras, en el nuevo material, la reacción modelo de fotocatálisis alcanza una eficiencia cercana al 100%, lo que es inalcanzable cuando se utiliza diseleniuro de tungsteno o nanopartículas de plata por separado.
«Utilizamos radiación láser como herramienta para formar nanopartículas de plata pura a partir de una solución de nitrato de plata, y para preservar la integridad del seleniuro de tungsteno en las futuras nanofibras las recubrimos con una matriz orgánica. En cuanto sabemos, no existen métodos similares a este», destacó Rodríguez.
Los científicos aseguran que en el futuro se podrán fabricar nanofibras modificadas con plata no solo utilizando radiación láser, sino también mediante otras fuentes de energía, incluida la luz solar.
En la investigación participaron expertos de la Universidad de Minería de Leoben (Austria), la Academia de Ciencias de Austria y el Instituto Nacional de Ciencia de los Materiales de Japón. La Universidad Politécnica de Tomsk participa en el programa estatal de apoyo a universidades de Rusia «Prioridad-2030». (Sputnik)
