Creato un materiale che trasforma la luce solare in raggi UV

Negli ultimi anni la ricerca ha cercato a lungo un modo per sfruttare meglio l'energia contenuta nella luce del Sole, ma un gruppo di scienziati giapponesi potrebbe aver compiuto un passo importante. I ricercatori della Kyushu University hanno infatti sviluppato un innovativo materiale molecolare allo stato solido capace di trasformare la normale luce visibile in fotoni ultravioletti ad alta energia utilizzando esclusivamente la luce solare naturale, senza ricorrere a potenti laser o sistemi di concentrazione. Il risultato rappresenta un traguardo significativo per questo settore della fisica dei materiali e apre la strada a numerose applicazioni pratiche. Il sistema ha raggiunto un'efficienza di conversione dell'1,9% nello stato solido. Sebbene il valore possa sembrare contenuto, rappresenta un progresso notevole considerando che fino a oggi processi di questo tipo richiedevano sorgenti luminose estremamente intense prodotte in laboratorio. Alla base della scoperta c'è il fenomeno noto come Triplet-Triplet Annihilation, attraverso il quale due molecole eccitate trasferiscono e combinano la loro energia fino a generare un singolo fotone ultravioletto. In pratica, due fotoni della luce visibile vengono trasformati in uno solo, ma molto più energetico. Per ottenere questo risultato il gruppo di ricerca ha progettato un semiconduttore organico chiamato dihydroindenoindenedene, abbreviato DHI. Gli studiosi hanno modificato la struttura della molecola aggiungendo piccole catene di idrocarburi che agiscono come distanziatori microscopici. Questa soluzione mantiene le molecole sufficientemente vicine per condividere energia, evitando però che le rispettive interazioni elettroniche annullino il processo di conversione. Dietro la pubblicazione si nasconde anche una storia particolare. Il professor emerito Nobuo Kimizuka inseguiva questo obiettivo da oltre 14 anni, ma la svolta è arrivata solo nel maggio 2024, quando mancavano pochi mesi al suo pensionamento. Dopo il successo sperimentale, studenti e ricercatori hanno lavorato senza sosta per completare l'analisi dei dati e preparare il manoscritto, consegnandolo al professore appena undici giorni prima del suo ritiro ufficiale. Le possibili applicazioni sono numerose. La luce ultravioletta viene impiegata nei sistemi di purificazione dell'aria, nella polimerizzazione delle resine delle stampanti 3D e persino nei materiali odontoiatrici che si induriscono in pochi secondi. Poiché i raggi UV rappresentano solo circa il 6% della luce solare che raggiunge la superficie terrestre, un materiale capace di generarli partendo dalla luce visibile potrebbe rendere questi processi più sostenibili ed economici. Il team ha già depositato un brevetto, sottolineando anche la semplicità e il basso costo della sintesi del nuovo materiale. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista scientifica Nature Communications.