Investigadores en China han identificado un nuevo mecanismo que utiliza el movimiento de protones para acelerar la transferencia de energía en materiales. El proceso, observado en puntos cuánticos, se basa en el efecto túnel cuántico a temperatura ambiente y podría ayudar a mejorar células solares, láseres y catalizadores.
Un equipo dirigido por el profesor Kaifeng Wu en el Instituto de Física Química de Dalian descubrió la transferencia de energía triplete asistida por transporte de protones, o PS-TET por sus siglas en inglés. En los experimentos, la energía se trasladó desde puntos cuánticos coloidales basados en ZnSe a díadas de fenol-piridina en sus superficies. Un protón cambia brevemente de posición para coordinar el movimiento de electrones y huecos antes de regresar a su punto de partida. El transporte aumentó tanto la velocidad como la eficiencia de la transferencia en comparación con una versión que carecía de dicho protón. La tasa apenas cambió con la temperatura, lo que indica que el protón se mueve mediante efecto túnel mecánico-cuántico en lugar de pasos impulsados por calor. "El descubrimiento del mecanismo PS-TET tiene profundas implicaciones para muchas tecnologías moleculares modernas que involucran estados excitados de espín triplete en moléculas", señaló el profesor Wu. Los hallazgos sugieren que agregar o eliminar este transporte podría permitir a los científicos ajustar la formación de tripletes en dispositivos según sea necesario.