Un equipo de investigadores de la Universidad Jiao Tong de Shanghai ha utilizado la forma de las alas de cigarra como plantilla para crear estructuras antirreflectantes fabricadas con uno de los materiales semiconductores más intrigantes, el dióxido de titanio TiO 2 .Las estructuras antirreflectantes que produjeron son capaces de suprimir la luz visible, de 450 a 750 nanómetros, en diferentes ángulos de incidencia.
¿Por qué las alas de la cigarra? Las superficies de las alas del insecto están compuestas de pequeños arreglos verticales muy ordenados de "nano-pezón", según los investigadores. Según informan esta semana letras de física aplicada , de AIP Publishing, el TiO biomórfico resultante 2 la superficie que crearon con estructuras antirreflectantes muestra una disminución significativa en la reflectividad.
"Esto puede atribuirse a un perfil de índice de refracción óptimamente graduado entre el aire y el TiO 2 a través de estructuras antirreflectantes en la superficie ", explicó Wang Zhang, profesor asociado en el Laboratorio Estatal de Compuestos de Matriz de Metal, Universidad Jiao Tong de Shanghai en China.
Los espacios pequeños entre las estructuras nano-antirreflectantes ordenadas "pueden considerarse como una ruta de transferencia de luz que permite que los rayos de luz incidentes entren en la superficie interior del TiO biomórfico 2 - permitiendo que los rayos de luz incidentes entren completamente en la estructura, "continuó Zhang." Los múltiples efectos reflectantes y de dispersión de las estructuras antirreflectantes impidieron que la luz incidente volviera a la atmósfera exterior ".
Significativamente, el trabajo del equipo se basa en "un método de sol-gel químico húmedo simple y de bajo costo para fabricar TiO biomórfico 2 con superficies antirreflectantes precisas de longitud de onda inferior ", señaló Zhang." El TiO 2 era una fase puramente anatasa una forma mineral de TiO 2 , que tiene superficies antirreflectantes únicas.Esto condujo a un índice de refracción óptimamente calificado y, en última instancia, a propiedades antirreflectantes dependientes del ángulo dentro del rango de luz visible ".
En términos de aplicaciones, el TiO biomórfico del equipo 2 las estructuras antirreflectantes "muestran un gran potencial para dispositivos fotovoltaicos como las células solares", dijo Zhang. "Esperamos que nuestro trabajo inspire y motive a los ingenieros a desarrollar superficies antirreflectantes con estructuras únicas para diversas aplicaciones prácticas".
Incluso después de una alta calcinación a 500 ° C, las estructuras antirreflectantes conservan su morfología y propiedades antirreflectantes de alto rendimiento. Estas cualidades deberían permitir que los recubrimientos resistan ambientes hostiles y los hagan adecuados para aplicaciones a largo plazo.
En el futuro, el equipo planea "reducir las pérdidas ópticas en las células solares mediante el uso de materiales con un índice de refracción más alto como el pentóxido de tantalio o cualquier otro material semiconductor", dijo Zhang.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Americano de Física AIP . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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