LONDRES (Reuters) - Científicos británicos han hallado la forma de usar el grafeno, el material más fino del mundo, para recolectar más luz, allanando el camino para avanzar en Internet de alta velocidad y otras comunicaciones ópticas.
En un estudio en la publicación "Nature Communication", el equipo - que incluye a los ganadores del premio Nobel de Física del año pasado Andre Geim y Kostya Novoselov - halló que combinando el grafeno con nanoestructuras metálicas, la cantidad de luz que el grafeno podía recoger y convertir en energía eléctrica se incrementa 20 veces.
El grafeno es una forma de carbono de sólo un átomo de grosor y 100 veces más fuerte que el acero.
"Muchas compañías electrónicas líderes consideran el grafeno para la próxima generación de dispositivos. Este trabajo ciertamente impulsa incluso más las opciones del grafeno", dijo Novoselov, un científico nacido en Rusia que en 2010 ganó el Premio Nobel de Física por sus trabajos de investigación sobre el grafeno.
Investigaciones previas han demostrado que puede generarse energía eléctrica poniendo dos cables metálicos a poca distancia encima del grafeno y arrojando luz sobre la estructura completa, fabricando de manera efectiva una célula fotoeléctrica simple.
Los investigadores explicaron que debido a la alta movilidad y velocidad de los electrones en el grafeno, estos dispositivos de células de grafeno pueden ser increíblemente rápidos - decenas o potencialmente cientos de veces más rápidos que los índices que existen en los cables de Internet más rápidos que se usan actualmente.
El obstáculo principal en las aplicaciones prácticas hasta ahora ha sido la baja eficiencia de los dispositivos, dijeron los investigadores. El problema es que el grafeno absorbe poca luz - sólo alrededor del 3 por ciento - y el resto se va sin contribuir a la energía eléctrica.
En una colaboración entre las universidades de Manchester y Cambridge, el equipo de Novoselov halló que podrían solventar este problema combinando grafeno con pequeñas estructuras metálicas conocidas como nanoestructuras plasmónicas, que se colocan especialmente encima del grafeno.
Al utilizar las estructuras plasmónicas, la recogida de luz del grafeno mejoraba 20 en veces sin sacrificar nada de velocidad, escribieron en el estudio. La eficiencia en el futuro podría mejorarse incluso más, dijeron.
"Esperábamos que esas nanoestructuras plasmónicas pudieran mejorar la eficiencia de dispositivos basados en el grafeno, pero ha sido una sorpresa agradable que las mejoras puedan ser tan espectaculares", dijo Alexander Grigorenko, experto en plasmónica y uno de los líderes del equipo. "El grafeno parece un compañero natural de la plasmónica".
Andrea Ferrari, del Departamento de Ingeniería de la Universidad de Cambridge, que también trabajó en el equipo, dijo que los hallazgos mostraron el gran potencial del grafeno en la fotónica y en el desarrollo de dispositivos electrónicos que canalizan y controlan la luz. Agregó que la combinación de sus propiedades ópticas y electrónicas especiales con nanoestructuras plasmónicas podrían ser totalmente explotadas.
