O echipă de cercetători de la Institut National de la Recherche Scientifique (INRS) din Canada a dezvoltat un nou tip de material care transformă lumina solară în căldură cu o eficiență ridicată, potrivit publicației Interesting Engineering.

Materialul este alcătuit din filme subțiri bazate pe Ti₄O₇, o variantă a oxidului de titan aparținând grupului cunoscut sub numele de „faze Magnéli” — structuri sub-stoechiometrice ale oxidului de titan, caracterizate prin proprietăți chimice și electrice distincte, conform techrider.ro.

Utilizarea practică a acestui compus a fost până acum limitată, în special din cauza metodelor convenționale de sinteză. „Ti₄O₇ este sintetizat în mod clasic prin metode de reducere termică sub formă de pulbere”, a explicat Loick Pichon, doctorand la INRS și autor principal al cercetării. El a menționat că aceste procedee nu oferă, în general, posibilitatea de a obține faze pure de Ti₄O₇ și nici controlul detaliat asupra structurii și compoziției materialului.

Pentru a aborda aceste limitări, cercetătorii au apelat la pulverizarea magnetron, o tehnică de depunere utilizată frecvent în microelectronică. Această metodă le-a permis să aplice straturi extrem de subțiri — de ordinul sutelor de nanometri — pe diverse tipuri de suporturi, cum ar fi metalul, sticla sau siliciul.

„Acoperirea cu Ti₄O₇ schimbă complet proprietățile de suprafață ale substratului, care poate avea dimensiuni mari sau naturi diferite (plăci metalice, plăci de sticlă sau plachete de siliciu)”, a precizat profesorul El Khakani.

Capacitate mare de conversie

Folosirea acestor filme cu proprietăți fototermale ridică posibilități de aplicare în mai multe domenii. „Aceste acoperiri vor fi utilizate pentru fabricarea anodurilor de înaltă performanță, destinate decontaminării apei care conține poluanți persistenți”, a transmis echipa într-un comunicat.

Datorită rezistenței la coroziune și a conductivității electrice favorabile, aceste materiale sunt candidate și pentru utilizări în procese de obținere a hidrogenului sau amoniacului. Totodată, „prin capacitatea sa excepțională de conversie fototermală, acest tip de acoperire este relevant pentru realizarea de ferestre inteligente cu încălzire, un avantaj important în ceea ce privește economia și eficiența energetică”, se arată în același comunicat.

Profesorul El Khakani a adăugat: „Științific, rezultatele muncii noastre reprezintă o contribuție majoră, deoarece stabilesc pentru prima dată relația fundamentală dintre capacitatea de absorbție optică a filmelor de Ti₄O₇ și eficiența lor de conversie fototermală”.