Il grafene è un materiale ben noto ai lettori dei siti del network di Hardware Upgrade: Business Magazine gli dedica regolarmente alcuni approfondimenti sulle più recenti scoperte e sui possibili utilizzi commerciali. Un gruppo di ricercatori del Massachusetts Institute of Technology ha ora messo in luce una nuova caratteristica di questo interessante materiale, che ricordiamo è costituito da un foglio di carbonio con struttura esagonale dello spessore di un solo atomo.
Una rappresentazione grafica del grafene
Al MIT hanno scoperto che il grafene è in grado di produrre corrente elettrica quando illuminato da radiazione elettromagnetica infrarossa e visibile. Quello che ha attirato in particolare l'attenzione dei ricercatori è il modo con cui questo avviene: non si tratta infatti di un processo simile all'effetto fotovoltaico o all'effetto fotoelettrico, responsabili della generazione di corrente o carica nella maggior parte dei materiali utilizzati per trasformare la luce in energia elettrica.
Nel caso del grafene la generazione di corrente è avvenuta su un campione trattato in modo da avere due zone con differente comportamento elettrico. L'illuminazione del campione ha portato alla creazione di una differenza di temperatura tra le due zone, in grado di generare corrente. Il comportamento è figlio delle proprietà strutturali del grafene: si tratta di un reticolo di atomi molto rigido, in grado di rimanere 'freddo' anche quando gli elettroni vengono 'surriscaldati' (eccitati) dalla radiazione luminosa. Per l'elevata quantità di energia richiesta per mettere in vibrazione il reticolo di atomi, il processo di trasferimento dell'energia degli elettroni eccitati al reticolo è molto inefficiente, praticamente nullo.
Il meccanismo è stato ribattezzato generazione di corrente tramite 'hot carrier' ed era stato osservato prima d'ora solo in condizioni molto particolari, come quelle in cui si trovano i superconduttori a bassissime temperature. Nel grafene invece il fenomeno si verifica anche a temperatura ambiente e con un ampio spettro di radiazione elettromagnetica. In particolare il processo è molto efficiente nel caso dell'infrarosso.
Le proprietà del materiale candidano ora il grafene a diventare un nuovo materiale per fotoricettori e base per una nuova generazione di sensori, in particolare molto efficaci nella rilevazione delle lunghezze d'onda IR e quindi applicabili alla visione nottturna. La facilità e l'economicità di produzione del grafene potrebbero poi, stando alle parole dei ricercatori, aprire la strada anche alla produzione di sensori per l'ambito fotografico, anche se al momento non ci sono state investigazioni dirette in merito. Una strada percorribile sarebbe poi quella di utilizzare in grafene per un nuovo tipo di pannelli solari. I ricercatori del MIT hanno posto la prima pietra, staremo a vedere in futuro quali saranno i più probabili sviluppi pratici.
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