Ao longo dos últimos anos, o desempenho dos fotodetectores (PDs - Photodetectors) de nanofios de perovskita melhorou e agora é equivalente ou até superior ao dos fotodiodos de silício comerciais padrão.. É amplamente reconhecido pela comunidade científica que a baixa estabilidade a longo prazo desses PDs é o maior desafio que limita sua aplicação comercial. Embora a estabilidade a longo prazo dos nanofios de perovskita tenha melhorado usando estratégias difundidas pela comunidade, os resultados ainda são inadequados e longe de satisfazer os requisitos para aplicação comercial.

O artigo apresenta a pesquisa em um líquido iônico: tetrafluoroborato de 1-butil-3-metilimidazólio (BMIMBF4). Sendo usado como um aditivo na fabricação de nanofios de triiodeto de chumbo de metilamônio (MAPbI3), o que resultou em PDs de nanofios com estabilidade e desempenho adequados a longo prazo. Neste caso, o nanofio não apresentou degradação de desempenho após ser exposto ao ar livre por mais de 5.000 horas.

Figura 1: (A) A estrutura química do líquido iônico BMIMBF 4. (B) Imagem MEV - microscópio eletrônico de varredura do nanofio de MAPbI3 com BMIMBF4. Fonte: (Wu et al. 2022).

O artigo cita que a alta estabilidade do dispositivo, tanto no início do procedimento de produção quanto durante o processo é extremamente crucial, além dos requisitos de desempenho aprimorados do dispositivo. Além disso, os parâmetros que controlam essa estabilidade ainda continuam em estudo pelo grupo.

Os autores afirmam que a aplicabilidade do PD de nanofios MAPbI3 ultra sensível e ultra estável fabricado com o aditivo BMIMBF4 é grande no campo da imagem de reflexão difusa. Uma fotografia comparativa do sistema de imagem difuso construído pelo grupo é mostrada a seguir.

O artigo mostrou que o dispositivo pode reter 100% do desempenho inicial após ser exposto a um ambiente ao ar livre por mais de 5.000 horas, sendo o fotodetector de nanofios de perovskita mais estável relatado até o momento. Além disso, o dispositivo flexível fabricado pelos autores, com o aditivo BMIMBF4, também apresentou desempenho e flexibilidade mecânica notáveis que são especificados no artigo.

Os autores concluem que esses resultados demonstraram que a introdução de aditivos líquidos iônicos em perovskitas é uma abordagem promissora para a preparação de PDs flexíveis, ultra estáveis e ultra sensíveis, que promovem consideravelmente as aplicações práticas e a comercialização de PDs de perovskita.

Muitas pessoas conhece o urânio como combustível para usinas nucleares. E embora seja a aplicação mais comum, este elemento também é usado em outros campos, como em tintas, aparelhos médicos e armas. Cientistas do Laboratório de Microbiologia Ambiental (EML) da EPFL fizeram recentemente uma importante descoberta sobre o urânio que pode ter implicações importantes para a remediação do solo e das águas subterrâneas, bem como para o gerenciamento de resíduos radioativos. Essa pesquisa foi publicada na Nature Communications.

O urânio é um metal pesado radioativo encontrado na crosta terrestre e em pequenas concentrações na água, ar, plantas e organismos vivos. Os cientistas da EML estudaram as propriedades do urânio no meio ambiente e fizeram avanços significativos na compreensão de como ele vai de um estado de oxidação a outro, passando de um composto solúvel em água a um mineral estável.

“Geralmente no estado de oxidação +6 o urânio é solúvel e pode, portanto, se espalhar descontroladamente no meio ambiente”, diz Zezhen Pan, um cientista da EML e principal autor do estudo. “Mas no estado de oxidação +4, é menos solúvel e menos móvel. Em nossa pesquisa, fomos capazes de identificar os mecanismos em nanoescala de interação entre o urânio e as partículas de magnetita, um óxido de ferro magnético, para a transição de um estado de oxidação para o outro. Mostramos a persistência do Urânio no estado de oxidação +5, que geralmente é considerado metaestável.”

O mais interessante é que os cientistas também identificaram um fenômeno molecular que ocorre durante a transformação do estado de oxidação +6 para +4: foi descoberto a formação de novos nanofios de nanopartículas (~ 1-2 nm) que se formaram espontaneamente em cadeias. A identificação da estrutura do nanofio pode melhorar a compreensão de como os compostos radioativos se espalham em locais contaminados.

“Essas descobertas são muito promissoras porque fornecem uma visão sobre como os minerais em nanoescala se formam naturalmente por meio de interações na interface água-mineral”, disse Rizlan Bernier-Latmani, chefe do EML. “Agora temos uma melhor compreensão dos mecanismos moleculares que atuam nesse processo.”