Un equipo de investigación internacional descubrió que es posible utilizar nanopartículas de dióxido de titanio con oro para acelerar la evaporación en plantas desalinizadoras hasta 2,5 veces y rastrear moléculas y compuestos peligrosos.
En un artículo publicado en la revista ACS Applied Materials and Interfaces, los investigadores dijeron que las nanopartículas pueden para absorber alrededor del 10% del espectro solar y convertirlo en calor.
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Según uno de los autores del estudio, Alexander Kuchmizhak de la Rama del Lejano Oriente de la Academia Rusa de Ciencias, cuando el material se sometió a ablación con láser en un líquido, el dióxido de titanio inicialmente cristalino se volvió completamente amorfo y adquirió propiedades de absorción de luz fuertes y de banda ancha. . La decoración y el dopaje del material con nanoclusters de oro también facilitaron la absorción de luz visible.
La decoración y dopaje del dióxido de titanio con nanoclusters de oro facilitó la absorción de luz visible
En detalle, lo que hizo el equipo fue agregar nanopolvos de dióxido de titanio a un líquido que contenía iones de oro e irradió la mezcla con pulsos láser del espectro visible. El método no requiere equipos costosos, productos químicos peligrosos y puede optimizarse fácilmente para sintetizar nanomateriales únicos a una tasa de gramo por hora.
“Inicialmente, teníamos la intención de utilizar la función en el contexto de la energía solar, pero rápidamente nos dimos cuenta de que, debido a la nueva estructura amorfa, las nanopartículas en la capa activa de las células solares convertirán la energía solar absorbida en calor en lugar de electricidad”, dijo Kuchmizhak. “Pero surgió la idea de usarlo como una especie de nano-calentador en un tanque de desalinización, lo que se hizo con éxito en condiciones de laboratorio”.
El científico señaló que las nanopartículas iniciales de dióxido de titanio no absorben la radiación láser visible. Sin embargo, catalizan la formación de cúmulos de oro de tamaño nanométrico en su superficie, lo que estimula una mayor fusión del dióxido de titanio. Varias nanopartículas híbridas se fusionan y forman una nanomorfología única, en la que los nanocúmulos de oro se encuentran tanto dentro como sobre la superficie del dióxido de titanio.
El nanopolvo de dióxido de titanio amorfo decorado con Au aparece completamente negro para el ojo humano, ya que absorbe eficientemente la luz dentro de todo el espectro de luz visible y la convierte en calor. En marcado contraste, el polvo comercial de dióxido de titanio utilizado como material de partida es blanco.