Un professore di fisica dell'Università del Texas ad Arlington ha contribuito a creare un nanomateriale ibrido che può essere utilizzato per convertire la luce e l'energia termica in corrente elettrica, superando i metodi precedenti che utilizzavano energia luminosa o termica, ma non entrambi.

Lavorando con l'assistente professore della Louisiana Tech University Long Que, Il professore di fisica associato dell'UT Arlington Wei Chen e gli studenti laureati Santana Bala Lakshmanan e Chang Yang hanno sintetizzato una combinazione di nanoparticelle di solfuro di rame e nanotubi di carbonio a parete singola.

Il team ha utilizzato il nanomateriale per costruire un prototipo di generatore termoelettrico che sperano possa eventualmente produrre milliwatt di potenza. Abbinato a microchip, la tecnologia potrebbe essere utilizzata in dispositivi come sensori autoalimentati, dispositivi elettronici a bassa potenza e microdispositivi biomedici impiantabili, disse Chen.

"Se possiamo convertire sia la luce che il calore in elettricità, il potenziale è enorme per la produzione di energia, " Ha detto Chen. "Aumentando il numero dei micro-dispositivi su un chip, questa tecnologia potrebbe offrire una piattaforma nuova ed efficiente per integrare o addirittura sostituire l'attuale tecnologia delle celle solari".

Nei test di laboratorio, la nuova struttura a film sottile ha mostrato un aumento dell'80% nell'assorbimento della luce rispetto ai soli dispositivi a film sottile di nanotubi a parete singola, rendendolo un generatore più efficiente.

Il solfuro di rame è anche meno costoso e più rispettoso dell'ambiente rispetto ai metalli nobili utilizzati in ibridi simili.

In ottobre, il giornale Nanotecnologia ha pubblicato un documento sul lavoro chiamato "Risposta termica ottica di nanomateriali ibridi di nanotubi di carbonio a parete singola-solfuro di rame nanoparticelle". Dentro, i ricercatori affermano anche che hanno anche scoperto che potrebbero migliorare gli effetti di commutazione termica e ottica del nanomateriale ibrido fino a dieci volte utilizzando l'illuminazione asimmetrica, piuttosto che un'illuminazione simmetrica.

Coautori sul Nanotecnologia articoli della Louisiana Tech includono Yi-Hsuan Tseng, Yuan He e Que, tutto l'Istituto di Micromanufattura della scuola.

"La ricerca del Dr. Chen con i nanomateriali è un importante progresso con il potenziale per applicazioni di vasta portata, " disse Pamela Jansma, decano dell'UT Arlington College of Science. "Questo è il tipo di lavoro che dimostra il valore di un'università di ricerca nel nord del Texas e oltre".

Chen sta attualmente ricevendo finanziamenti dal Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti per sviluppare una terapia fotodinamica autoilluminante con nanoparticelle da utilizzare contro il cancro al seno e alla prostata. Nel 2010, è stato il primo a pubblicare i risultati sulla rivista Nanomedicine dimostrando che la luce nel vicino infrarosso potrebbe essere utilizzata per riscaldare le nanoparticelle di solfuro di rame per la terapia fototermica nel trattamento del cancro, che distrugge le cellule tumorali con un calore compreso tra 41 e 45 gradi Celsius.

Il prossimo mese, il Journal of Biomedical Nanotechnology pubblicherà il lavoro di Chen accoppiando con successo le nanoparticelle d'oro con le nanoparticelle di solfuro di rame per la terapia fototermica. Un tale materiale sarebbe meno costoso e potenzialmente più efficace rispetto all'utilizzo di sole particelle d'oro, disse Chen. Il nuovo documento si chiama "Nanocompositi Au/CuS potenziati sul campo locale come agenti trasduttori fototermici efficienti per il trattamento del cancro".