Desarrollan unos metamateriales fotónicos que mejoran la eficiencia de las placas solares

Un estudio desarrollado por investigadores del Centro de Tecnología Nanofotónica de la Universitat Politècnica de València y del Instituto Paul Scherrer de Suiza ha abierto una nueva vía para el desarrollo de metamateriales fotónicos que mejoran la eficiencia de las placas solares.

El trabajo de los investigadores españoles y suizos, que ha sido publicado recientemente en la revista Nano Letters, ha permitido descubrir cómo crear nanoestructuras metálicas capaces de conseguir una fuerte interacción con el campo magnético de la radiación de infrarrojos que le incide.

Este metamaterial permite crear artificialmente nanoestructuras que respondan al campo magnético, explica el investigador del Centro de Tecnología Nanofotónica de la UPV Alejandro Martínez.

Estas nanoestructuras son capaces de conseguir una fuerte interacción con el campo magnético de la radiación de infrarrojos que le incide, y con ello generar una gran concentración de campo magnético entre las nanoestrcuturas fabricadas, que no es posible con medios naturales.

"La altura es mucho mayor que la distancia que lo separa y esta novedad permite la interacción en el campo magnético", señala Martínez.

Entre sus posibles aplicaciones se encuentra el sensado de sustancias biológicas, con mayor sensibilidad para detectar sustancias más pequeñas (como ADN o gases), o el desarrollo de placas solares más eficientes.

"Hemos constatado cómo una distribución periódica de nanoanillos de oro gruesos y muy cercanos entre sí da lugar a elevados campos magnéticos entre ellos cuando se ilumina con luz infrarroja, algo que no ocurre con ningún medio de la naturaleza", informa el investigador.

Este hallazgo, añade, constituye un paso más hacia el desarrollo de metamateriales con mejores prestaciones, gracias a su capacidad de acceso al campo magnético de la luz.

Sobre sus aplicaciones, Martínez explica que, por ejemplo, en el caso del sensado, la utilización de nanoanillos de 500 nanómetros de grosor espaciados 20 nanómetros entre sí —un nanómetro es la millonésima parte de un milímetro— se traduce en una mayor superficie de contacto y por tanto en un aumento de la sensibilidad para la detección de la sustancia analizada. "Podría aplicarse para el sensado de proteínas o gases", añade Martínez.

En el caso de las placas solares, una capa de metamaterial podría actuar como adaptador entre el aire y el silicio que realiza la conversión energética.

"Para conseguir una adaptación perfecta, es necesario que la capa responda tanto al campo eléctrico como al magnético de la luz incidente", explica.

Los resultados de esta investigación "nos abren los ojos para jugar con el campo magnético para componentes ópticos", indica el investigador.

De hecho, los investigadores estudian la aplicación de este sistema en otras tecnologías que necesiten superficies que no reflejen, como la óptica, para gafas o lentillas, o para sistemas de bronceado artificial.