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La Quinta Columna sobre la fuerte absorción de luz en el grafeno


La Quinta Columna comenta un estudio reciente que habla de la capacidad de absorción de luz del grafeno, incluida la luz ultravioleta. 

El equipo español ya conocía esta propiedad de este nanomaterial e incluso había mostrado vídeos de personas a las que les iluminaban los brazos con luz ultravioleta y, para su sorpresa, sus vasos sanguíneos brillaban.

Este nuevo estudio también menciona la propiedad magnética del grafeno.


A medida que pasa el tiempo, queda claro que todo lo que se dijo sobre el grafeno el año pasado era cierto.

Ricardo Delgado: El siguiente artículo habla sobre el grafeno y su relación con la absorción de luz. No sé si viste un video, José Luis, en el que presenté un análisis de sangre de dos personas vacunadas. Con muy poco tiempo de exposición a la luz ultravioleta, esos objetos similares al grafeno aparecieron junto a los glóbulos rojos. Y una cosa de la que me estoy dando cuenta —porque necesito seguir analizando— es que cuando los expuse a la luz normal —de una linterna, por ejemplo— no había actividad alguna. Pero cuando los iluminé con luz ultravioleta, hubo un fenómeno de movimiento. Se detuvo con los pulsos. Pero eran los eritrocitos que estaban alrededor de ese material que todos conocemos y que, además, sabemos que absorbe la radiación UV. 

Dra. Sevillano: Así es. 


Ricardo Delgado: Es muy peculiar. Echemos un vistazo a este artículo. Los investigadores dicen… El artículo está fechado el 23 de febrero de 2022. Tiene una semana de antigüedad. Los investigadores descubren una absorción de luz anormalmente fuerte en el grafeno . Lo absorbe. Eso es raro, ¿no? No en realidad no. Todo tipo de energía es absorbida por este material. 

Científicos de la Universidad de Regensburg, el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), el Instituto de Física y Tecnología de Moscú y la Universidad de Kansas han descubierto una absorción de luz anormalmente fuerte en el grafeno. El efecto surge de la conversión de ondas electromagnéticas ordinarias en ondas superficiales súper lentas que atraviesan el grafeno. La observación es de fundamental interés y muestra de manera impresionante cómo la interacción de los modos de Bernstein, las excitaciones colectivas de los electrones impulsadas por su movimiento de ciclotrón y la dispersión de los campos eléctricos en las escalas más pequeñas debido a la no localidad pueden influir en la absorción de radiación del grafeno. Absorción de radiación del grafeno. Este comportamiento podría servir como base para detectores infrarrojos y de terahercios extremadamente sensibles mucho más pequeños que los existentes… 

Fíjate que cuando hablan de detectores en el campo de la microtecnología aparece la banda de THz.

…con una eficiencia de absorción similar. La experiencia cotidiana nos enseña que la eficiencia de la captación de energía luminosa es proporcional al área absorbente. Los “campos” de paneles solares que salpican muchos desiertos son una clara indicación de esto. ¿Puede un objeto absorber radiación de un área más grande que él mismo? Resulta que sí, y el grafeno lo hace posible. Es posible cuando la frecuencia de la luz está en resonancia con el movimiento de los electrones en el absorbedor. En este caso, el área de absorción de la radiación es del orden del cuadrado de la longitud de onda de la luz, aunque el absorbente mismo puede ser extremadamente pequeño. 

Y presta atención. 

Para recibir ondas electromagnéticas —desde radiofrecuencias hasta el rango ultravioleta— con las menores pérdidas posibles, se utilizan fenómenos de absorción resonantes. Dos clases de resonancias son particularmente prometedoras para estas aplicaciones: la primera y más fundamental se llama resonancia de ciclotrón y ocurre cuando la frecuencia de la onda electromagnética entrante coincide con la frecuencia a la que el electrón gira en una trayectoria circular en un campo magnético aplicado. La segunda resonancia resulta del movimiento sincrónico de los electrones y la EMF de un límite de muestra al otro y se denomina resonancia de plasmón. 

Seguramente, de ahí viene el tema de las antenas plasmónicas. 

Ambas resonancias han sido investigadas con éxito experimentalmente en diferentes sistemas. Sin embargo, el efecto observado de mejora de la absorción ha sido comparativamente pequeño en la mayoría de los semiconductores estudiados hasta ahora. Hasta que el grafeno entró en escena. Aquí hablan del concepto de resonancia para que el grafeno absorba la mayor cantidad de energía posible. Una sustancia que también se puede encontrar en capas en las minas de lápiz convencionales. 

Estamos hablando del grafeno.

 Su alta pureza no solo permite que se produzcan oscilaciones de plasma, rápidas oscilaciones de densidad de electrones, en la estructura, sino que además la preserva, ya que los electrones pueden pasar de un límite de la muestra al otro sin encontrar impurezas. Exponer el grafeno a un campo magnético crea las condiciones para la resonancia del ciclotrón al forzar a los electrones a entrar en órbitas. La radiación proporcionada por un láser de terahercios se usó para excitar el grafeno y producir un… 

La banda de terahercios es la banda en la que se excita el grafeno. 

…lo que llevó a un resultado sorprendente: mientras que la fotoseñal era relativamente pequeña en la resonancia de ciclotrón convencional, los investigadores observaron una gran fotorrespuesta en su doble frecuencia. Una comparación detallada del experimento con la teoría muestra que la fuerte fotoseñal se debe a la interacción de las resonancias de doble ciclotrón y plasmón en los llamados modos de Bernstein. 

Bien. Bueno, ahí habla con un montón de tecnicismos. Estaban definidos antes, pero hay que interiorizarlos. 

Cuanta más luz absorbe el grafeno, más se calienta y más cambia su resistencia, lo que conduce a una fotoseñal más grande. Por lo tanto, el cambio en la resistencia del grafeno bajo la acción de la luz… 

Tenga en cuenta que estamos hablando de radiación de luz, como la radiación ultravioleta. 

… es una medida de su capacidad de absorción. Es un condensador, un condensador energético, por lo que no es de extrañar que luego genere una descarga. Cuanta más luz absorbe el grafeno, más se calienta y más cambia su resistencia, lo que conduce a una fotoseñal más grande. 

Bueno, aquí se repite mucho lo mismo. 

En este régimen, se espera que el grafeno sea un súper absorbente. Es decir, no solo captará luz de un área mayor que su tamaño geométrico, sino que podrá captar luz de un área mayor que el cuadrado de la longitud de onda. La velocidad de plasmón anormalmente baja en el grafeno magnetizado crea todos los requisitos previos para esto. Sin embargo, algunas personas decían que el grafeno no generaba magnetismo… 

Bueno… El artículo es interesante. Por un lado, nos dice que el grafeno está relacionado con la luz. Que absorbe tanta radiación ultravioleta como cualquier otra radiofrecuencia. Y además, multiplica la señal y emite una respuesta muy superior a la superficie que tiene. Algo que no pasa, que no pasa con otro material.


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