Material fotosensible de amplio espectro para absorción de energía

Los materiales capaces de absorber de forma eficiente radiación electromagnética son útiles para diferentes aplicaciones (p. ej., recolección de energía, aplicaciones de energía fototérmica o actuadores mecánicos). Los metamateriales plasmónicos actuales utilizados en campos fotovoltaicos son caros y se emplean en varios campos de aplicación, por lo que nuevas alternativas que utilicen materiales más económicos son muy relevantes para el sector.

Investigadores del Spanish National Research Council (CSIC) y del Catalan Institute of Nanoscience and Nanotechnology (ICN2-BIST) han desarrollado un nuevo metamaterial capaz de absorber luz en un amplio rango espectral y convertirla en calor con alta eficiencia. Esta capacidad se consigue mediante la combinación de elementos metálicos nanoestructurados, que pueden encontrarse abundantemente en la naturaleza y que generalmente son de bajo coste, junto con películas poliméricas.

La estructura del material está compuesta por:
–  Un sustrato polimérico, preferiblemente de polidimetilsiloxano (PDMS) o poliestireno.
– Varias nanoindentaciones de elementos metálicos como Fe, Co, Ni o aleaciones. Cada estructura se dispone en contacto con el sustrato polimérico por sus vértices (lado cóncavo).

Puede utilizarse para las siguientes aplicaciones:

• Para aplicaciones energéticas, la invención podría cumplir una amplia variedad de finalidades diferentes, como: recolección de energía, aplicaciones de energía fototérmica, reacciones catalíticas o el desarrollo de actuadores mecánicos que podrían alimentarse mediante luz solar, por ejemplo.
• Otra posible aplicación sería en el área de oftalmología, para la fabricación de iris dinámicos para tratar trastornos pupilares.

  

Ventajas:

• Es un material que absorbe en un rango espectral más amplio (con una tasa media de absorción del 84 % en el rango de 300 a 18000 nm).
• La absorción de radiación electromagnética (luz) es independiente del ángulo de incidencia de esta luz.
• La eficiencia de conversión fototérmica es mayor, duplicando la presentada por materiales plasmónicos típicos (p. ej., Au, Ag, Al) utilizados actualmente en aplicaciones industriales.
• Los materiales metálicos utilizados para fabricar el metamaterial son más económicos que los convencionales. Puede disponerse sobre sustratos 3D complejos mediante métodos de pulverización.
• Es un material flexible, lo que permite su uso sobre superficies planas o curvas.
• Las propiedades ferromagnéticas de los materiales propuestos permiten la detección o actuación combinada con luz y campos magnéticos.

Se ha presentado una solicitud de patente para la presente invención.
La institución representada busca una colaboración que conduzca a la explotación comercial de la invención presentada.

Institución: ICN2 (Catalan Institute of Nanoscience and Nanotechnology), XRE4S (R+D+I Network Energy for Society) & CSIC (Spanish National Research Council)

TRL: 3-4

Estado de protección:  Solicitud de patente

Contacto: Vicente Barberá / vicente@viromii.com