Luz, eletricidade, reação! – Plasmônica

Artigo de Mustafá Ali Kanso

Plasmônica – Transformando luz em eletricidade

A plasmônica é um dos campos de pesquisa mais inovadores e abre um novo rol de possibilidades em diversas áreas da ciência e tecnologia.

Um de seus ramos de pesquisa mais promissores é o desenvolvimento de uma tecnologia de transformação de energia luminosa em energia elétrica diretamente valendo-se das propriedades dos plasmons de superfície.

Recordando o visto na semana passada, conceituamos plasmon com sendo um quantum de oscilação de plasma (ou gás eletrônico).

Em outras palavras, uma quantificação das oscilações da nuvem de elétrons livres que caracteriza as ligações químicas entre os átomos de metais quando esses materiais estão sujeitos a flutuações de um campo magnético externo.

Todo o plasmon que interage fortemente com a luz por estarem confinados à superfície do condutor são denominados de “plasmons de superfície”.

Tintas coletoras de energia

Um dos caminhos adotados pela plasmônica vale-se da utilização de porfirinas que são substâncias orgânicas fotossensíveis.

Para se ter uma ideia do que isso representa, basta ressaltar que a clorofila, substância fundamental para a realização da fotossíntese nas plantas e que lhes confere cor verde, tem em sua estrutura molecular o anel porfirínico como seu principal sítio ativo.

Muito bem, pesquisadores da Universidade da Pensilvânia, nos Estados Unidos demonstraram que os plasmons de superfície podem liberar elétrons a partir de sítios ativos estimulados pela incidência de luz e isso possibilitará o desenvolvimento de pigmentos fotoativos, a exemplo do que ocorre nos vegetais.

Se tudo ocorrer como o planejado em breve teremos à nossa disposição uma gama variada de tintas capazes de transformar energia luminosa em energia elétrica com elevado rendimento o que, sem dúvida, será uma revolução nas técnicas de fabricação de coletores de energia solar.

Energia eletrofotoquímica

Numa outra abordagem, feita pelos cientistas da Universidade da Califórnia em Santa Bárbara, nos Estados Unidos, utiliza estruturas construídas por nanobastões de um metal de alta condutividade elétrica como fontes de elétrons livres revestido por um material fotossensínvel.

A técnica de geração das cargas é diferente daquela que fundamenta o funcionamento das células solares convencionais (aquelas feitas de silício, por exemplo).

Em vez de excitar e expulsar os elétrons, os fótons produzem ondas coletivas de elétrons livres na superfície dos metais,  os denominados plasmons de superfície.

À medida que os elétrons dessas ondas plasmônicas capturam a energia das partículas de luz, alguns escalam o nanobastão metálico através de seu revestimento fotossensível e podem fornecer energia para realizar um trabalho fotoquímico, como por exemplo na realização da eletrólise da água.

Com vistas no futuro

Tanto uma técnica quanto a outra promete uma esteira de revoluções na forma de como lidamos com a conversão da energia luminosa em elétrica e talvez o sonho de uma fonte inesgotável de energia limpa e barata não seja de todo impossível num futuro muito mais próximos do que imaginávamos.

Fonte: hypescience