Material converte luz visível em ultravioleta para uso tecnológico

Pesquisadores da Universidade de Kyushu desenvolveram um material molecular de estado sólido que converte luz visível em ultravioleta sob iluminação solar comum.
O sistema, patenteável, usa um semicondutor orgânico com rendimento de fluorescência superior a sessenta por cento e eficiência de conversão de 1,9 por cento com apenas uma molécula doadora.
A técnica transforma energia de dois fótons visíveis em um fóton ultravioleta, um processo conhecido como conversão ascendente de luz.
Para obter o ajuste, os cientistas criaram espaços controlados entre moléculas vizinhas ligando cadeias alquílicas a átomos de carbono, mantendo transferência de energia sem interações eletrônicas indesejadas.
A pesquisa, publicada na revista Nature, aponta aplicações potenciais em energia solar, purificação do ar em interiores, impressão 3D de baixa intensidade e endurecimento de resinas, entre outros usos.

Um grupo de pesquisadores japoneses da Universidade de Kyushu desenvolveu um material molecular de estado sólido capaz de converter luz visível em luz ultravioleta sob luz solar comum. O material está em processo de patente e promete uso prático com custo de produção relativamente baixo. A eficiência de conversão observada é de 1,9% usando apenas uma molécula doadora, em um semicondutor orgânico.

A radiação ultravioleta representa cerca de 6% da iluminação solar que atinge a superfície da Terra, mas grande parte dessa energia não é utilizada pela tecnologia atual. A nova abordagem busca somar a energia de dois fótons de luz visível para gerar fótons UV, um fenômeno conhecido como conversão ascendente de luz, segundo Yoichi Sasaki, professor associado da instituição.

Ao ligar cadeias alquílicas a átomos de carbono, os pesquisadores criaram espaços entre moléculas próximas o suficiente para transferir energia sem interações eletrônicas indesejadas. A otimização resultou em forte emissão de luz e transferência eficiente de energia, com rendimento de fluorescência acima de 60%.

Segundo Sasaki, o resultado pode parecer modesto, mas funciona com luz solar natural e supera materiais de estado sólido que precisam de intensidades de luz muito maiores para alcançar níveis similares. O estudo foi publicado na revista Nature.

Isso significa que aproximadamente dois fótons UV são produzidos para cada cem fótons de luz visível absorvidos, conforme explicação do pesquisador. O material permanece em vias de aplicação prática, com várias possibilidades técnicas em aberto.

Aplicações potenciais

Os pesquisadores apontam usos para impulsionar a energia solar, purificação do ar em ambientes internos e impressão 3D de baixa intensidade, incluindo a secagem de resinas.

Outras vias citadas envolvem o endurecimento de gel em obturações dentárias e até aplicações cosméticas, como pinturas de unhas, sempre com foco em processos que utilizem luz solar natural.