Una nuova ricerca al King's College di Londra potrebbe portare a celle solari e display a LED migliorati. Ricercatori del gruppo di biofisica e nanotecnologia di King's, guidati dal professor Anatoly Zayats nel dipartimento di Fisica hanno dimostrato in dettaglio come separare i colori e creare "arcobaleni" utilizzando strutture su nanoscala su una superficie metallica. La ricerca è pubblicata su Nature's Rapporti scientifici .

Più di 150 anni fa, la scoperta da King's di come separare e proiettare colori diversi, ha aperto la strada ai moderni televisori e display a colori. La principale sfida per gli scienziati in questa disciplina oggigiorno è la manipolazione del colore su scala nanometrica. Questa capacità avrà importanti implicazioni per l'imaging e la spettroscopia, rilevamento di agenti chimici e biologici e può portare a celle solari migliorate, TV a schermo piatto e display.

I ricercatori di King's sono stati in grado di intrappolare la luce di diversi colori in diverse posizioni di un'area nanostrutturata, utilizzando nanostrutture appositamente progettate. A seconda della geometria della nanostruttura, un arcobaleno intrappolato potrebbe essere creato su una pellicola d'oro che ha le dimensioni dell'ordine di pochi micrometri, circa 100 volte più piccole della larghezza di un capello umano.

Il professor Zayats ha spiegato:"Si stanno prendendo in considerazione nanostrutture di vario tipo per applicazioni di celle solari per aumentare l'efficienza di assorbimento della luce. I nostri risultati significano che non abbiamo bisogno di mantenere le celle solari illuminate ad un angolo fisso senza compromettere l'efficienza dell'accoppiamento della luce in un'ampia gamma di lunghezze d'onda. Se utilizzato al contrario per schermi e display, questo porterà ad angoli di visione più ampi per tutti i colori possibili.'

La grande differenza rispetto agli arcobaleni naturali - dove il rosso appare sempre sul lato esterno e il blu sul lato interno - è che nelle nanostrutture create i ricercatori sono stati in grado di controllare dove sarebbero apparsi i colori dell'arcobaleno controllando i parametri delle nanostrutture. In cima a questo, hanno scoperto che è possibile separare i colori sui diversi lati delle nanostrutture.

Il coautore, il dott. Jean-Sebastien Bouillard di King's, ha dichiarato:"Gli effetti dimostrati qui saranno importanti per fornire la sensibilità del "colore" nei sistemi di imaging a infrarossi per la sicurezza e il controllo del prodotto. Consentirà inoltre la costruzione di spettrometri su microscala per applicazioni di rilevamento.'

La capacità di accoppiare la luce a nanostrutture con caratteristiche multicolori sarà di grande importanza per i dispositivi di cattura della luce in una vasta gamma di applicazioni, da sorgenti luminose, mostra, fotorivelatori e celle solari per il rilevamento e la manipolazione della luce in circuiti ottici per telecomunicazione e dati.