新材料“吃進”低能光“吐出”高能光

美國得克薩斯大學奧斯汀分校研究人員領銜的團隊創造了一種新型材料，可吸收低能量光并將其轉化為高能量光。這種新材料由超小硅納米粒子和有機分子組成，能有效地在其有機和無機成分之間移動電子，可用于更高效的太陽能電池板、更精確的醫學成像和更好的夜視鏡。研究成果發表在最新一期《自然·化學》雜志上。

新型材料將有機和無機材料結合，可吸收低能量光并將其轉化為高能量光。

圖片來源：得克薩斯大學奧斯汀分校

復合材料由兩個或多個組件組成，這些組件在組合時具有獨特的特性。例如，碳纖維和樹脂的復合材料可用作飛機機翼、賽車和許多運動產品的輕質材料。在新研究中，材料的設計方法采用了兩種截然不同的物質——硅和有機分子，并將它們結合得足夠牢固。無機和有機成分結合在一起創造出的混合材料，顯示出與光的獨特相互作用和全新特性，與這兩種成分完全不同。

這些特性有能力將長波長光子（如紅光，能很好地穿透組織、霧和液體）轉化為短波長藍色或紫外線光子。這意味著該材料可用于多種新技術，例如生物成像、基于光的3D打印和幫助自動駕駛汽車穿越霧氣的光傳感器。

采用低能量光并使其具有更高能量，還有助于提高太陽能電池的效率，因為其可捕獲通常會穿過它們的近紅外光。優化技術后，捕獲低能量光將使太陽能電池板的尺寸減小30%。