Un equipo de investigadores ha revelado que un material semiconductor llamado perovskita metálica halogenada tiene la capacidad de recuperarse y repararse a sí mismo después de sufrir daños por radiación. El descubrimiento, que podría revolucionar la tecnología espacial, fue publicado en Nature Communications.
Las perovskitas metálicas halogenadas, descubiertas en 1839 y abundantes en la corteza terrestre, absorben la luz solar y la convierten eficientemente en electricidad. Estas características las hacen ideales para paneles solares espaciales que podrían alimentar satélites o futuras bases espaciales.
La investigación
Los investigadores crean perovskitas en forma de tintas que luego se recubren sobre placas de vidrio o plástico, resultando en dispositivos delgados, livianos y flexibles.
Sorprendentemente, estos dispositivos de película delgada funcionan tan bien como las células solares de silicio convencionales en demostraciones de laboratorio, a pesar de ser casi 100 veces más delgados.
Sin embargo, las películas pueden degradarse si se exponen a la humedad o al oxígeno, un problema que los científicos están abordando para su uso en la Tierra.
Para probar su resistencia en el espacio, el equipo desarrolló un experimento de radiación, exponiendo las células solares de perovskita a protones de baja y alta energía.
Encontraron que los protones de alta energía reparaban el daño causado por los de baja energía, permitiendo que el dispositivo se recuperara y siguiera funcionando. Este comportamiento de auto-reparación no se observa en los semiconductores convencionales utilizados en la electrónica espacial.
El hallazgo ha sorprendido a los científicos, ya que las perovskitas no sólo resisten la radiación espacial sino que también se auto-reparan en un entorno que destruye los semiconductores de silicio convencionales.
Futuros materiales
Se predice que en los próximos 10 años, los lanzamientos de satélites a la órbita terrestre baja aumentarán exponencialmente, y las agencias espaciales planean establecer bases en la Luna. Materiales que puedan tolerar radiación extrema y auto-repararse cambiarían las reglas del juego.
Los investigadores estiman que desplegar solo unos pocos kilos de perovskita en el espacio podría generar hasta 10 millones de vatios de energía. Con el costo actual de aproximadamente 4 mil dólares por kilogramo para lanzar materiales al espacio, la eficiencia es crucial.
Aun así, queda por determinar cómo las perovskitas enfrentarán las condiciones de vacío y las variaciones extremas de temperatura en el espacio. La investigación futura se centrará en comprender mejor la relación entre las vibraciones en estos materiales y sus propiedades de auto-reparación.
