Hispanopedia Wiki
Articulo de referencia

materiales de captación de luz

Los materiales captadores de luz captan energía solar que luego puede convertirse en energía química mediante procesos fotoquímicos. [ 1 ] Los materiales captadores de luz sinté...

Hispanopedia WikiContenido en espanolLectura gratuita

Los materiales captadores de luz captan energía solar que luego puede convertirse en energía química mediante procesos fotoquímicos. [ 1 ] Los materiales captadores de luz sintéticos se inspiran en sistemas biológicos fotosintéticos, como los complejos captadores de luz y los pigmentos presentes en plantas y algunas bacterias fotosintéticas. [ 1 ] Los complejos antena dinámicos y eficientes presentes en los organismos fotosintéticos han inspirado el diseño de materiales captadores de luz sintéticos que imitan la maquinaria de captación de luz en los sistemas biológicos. Ejemplos de materiales captadores de luz sintéticos son los dendrímeros , las matrices y ensamblajes de porfirinas , los geles orgánicos, los péptidos biosintéticos y sintéticos , los materiales híbridos orgánico-inorgánicos y los materiales semiconductores (no óxidos, oxinitruros y oxisulfuros). [ 2 ] [ 3 ] Los materiales captadores de luz sintéticos y biosintéticos tienen aplicaciones en fotovoltaica , [ 4 ] fotocatálisis , [ 3 ] [ 5 ] y fotopolimerización. [ 6 ]

Procesos fotoquímicos

Celdas fotovoltaicas orgánicas

Durante los procesos fotoquímicos que emplean cromóforos donadores y aceptores en células solares orgánicas, un fotón es absorbido por el donador y se genera un excitón. El excitón se difunde hacia una interfaz donador/aceptor, o heterounión, donde un electrón del orbital molecular desocupado más bajo ( LUMO ) del donador se transfiere al LUMO del aceptor. [ 7 ] Esto da como resultado la formación de pares electrón-hueco. Cuando el fotón es absorbido por el aceptor y el excitón alcanza una heterounión, un electrón se transferirá del HOMO del donador al HOMO del aceptor. [ 7 ] Para asegurar una transferencia de carga efectiva, los dominios continuos del donador o aceptor deben ser menores que la longitud de difusión del excitón (< ~0,4  nm). [ 7 ]

Figura 1: (A) Absorción de luz y formación de un excitón singlete con espines opuestos "arriba" y "abajo" de los electrones, seguida de transferencia de energía a un donador y aceptor de electrones de una heterounión de tipo II y luego (B) transferencia de electrones o (C) huecos puede ocurrir en la heterounión. [ 8 ]

Eficiencia de captación de luz

La eficiencia de captación de luz de la transferencia de energía en materiales de captación de luz puede mejorarse disminuyendo la distancia entre el donante y el aceptor o diseñando un material que contenga múltiples cromóforos antena por aceptor (efecto antena). [ 9 ] La eficiencia de transferencia de energía por resonancia de Förster (FRET) corresponde a la eficiencia de captación de luz y está determinada por las propiedades espectroscópicas de los colorantes/pigmentos o cromóforos y las distancias entre el donante y el aceptor; las limitaciones de FRET pueden superarse mejorando el efecto antena mediante la modificación de la estequiometría del donante, transmisor y aceptor de electrones. [ 9 ] [ 10 ]

Sistemas biológicos fotosintéticos

Los sistemas biológicos fotosintéticos utilizan la luz solar , una fuente de energía abundante y ubicua, como combustible metabólico. [ 11 ] La mayor eficiencia para la conversión de energía del sol en biomasa por las plantas es de alrededor del 4,6 % a 30  °C y 380 ppm de CO 2 atmosférico para la fijación de carbono durante la fotosíntesis. [ 12 ] Los complejos naturales de captación de luz tienen maquinaria molecular que hace posible la conversión de la luz solar en energía química con una eficiencia cuántica de casi el 100 % . [ 11 ] [ 12 ] La capacidad de los organismos vivos para captar energía solar y alcanzar una eficiencia cuántica cercana a la unidad [ 12 ] se debe a la culminación de ~3.500 millones de años de evolución. [ 13 ] Esta eficiencia se logra en las plantas con una serie de pasos de transferencia de energía, que se llevan a cabo a través de complejos pigmento-proteína (por ejemplo, Fotosistema II). [ 11 ] Los complejos pigmento-proteína (PPC) contienen moléculas cromóforas, específicamente clorofilas y carotenoides , que están incrustadas en una matriz proteica. [ 11 ] Los PPC funcionan como complejos antena que absorben la luz solar y la energía captada de la luz solar luego viaja cientos de nanómetros hasta el centro de reacción; esta energía esencialmente impulsa la cadena de transferencia de electrones esencial para la fotosíntesis y la fotosíntesis posterior de las plantas. [ 11 ] Para que ocurra la transferencia de carga o energía en los procesos redox multielectrónicos de la cadena de transferencia de electrones, primero debe ocurrir la separación de carga, que es inducida por la captación de luz. [ 13 ]

complejos de bacterias púrpuras

Las bacterias púrpuras , organismos fotosintéticos, también contienen un PPC estructuralmente diferente a los fotosistemas de las plantas, pero similar en términos de función. [ 11 ] Las proteínas transportadoras de excitones que se encuentran en bacterias púrpuras como Rhodospirillum photometricum o Rhodoblastus acidophilus son el complejo de captación de luz 1 y el complejo de captación de luz 2. [ 11 ] [ 12 ] El complejo de captación de luz 2 en la bacteria púrpura Rhodoblastus acidophilus se muestra en la Figura 2. [ 11 ] El complejo de captación de luz en las bacterias púrpuras es multifuncional; a altas intensidades de luz, el complejo de captación de luz generalmente pasa a un estado apagado a través de un cambio conformacional del PPC, y a bajas intensidades de luz, el complejo de captación de luz generalmente revierte a un estado no apagado. [ 11 ] Estos cambios conformacionales ocurren en el complejo de captación de luz 2 para gestionar el costo metabólico correspondiente a la síntesis de proteínas en las bacterias púrpuras. [ 11 ]

Figura 2: Complejo captador de luz 2 en Rhodoblastus acidophilus, un tipo de bacteria púrpura. PDB 2fkw EBI

Complejos en plantas verdes

Los cambios conformacionales de las proteínas en el PPC de las plantas vasculares o superiores también ocurren en función de la intensidad de la luz. Cuando hay menor intensidad de luz, por ejemplo en un día nublado, la luz solar absorbida por las plantas superiores se convierte en electricidad para la fotosíntesis. [ 11 ] Cuando las condiciones permiten la luz solar directa, la capacidad del PPC en las plantas superiores para absorber y transferir energía supera la capacidad de los procesos metabólicos o bioquímicos posteriores. [ 11 ] Durante los períodos de alta intensidad de luz, las plantas y las algas entran en una etapa de extinción no fotoquímica . [ 11 ]

Diseño y caracterización de materiales sintéticos

Materiales basados ​​en porfirinas, clorofila y carotenoides.

Los materiales artificiales de captación de luz que sirven como antenas se basan en ensamblajes supramoleculares no covalentes que contienen motivos inspirados en las moléculas de pigmento clorofila [ 7 ] [ 13 ] [ 14 ] y carotenoides [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] que están incrustados en complejos proteína-pigmento en la naturaleza. [ 15 ] La clase de pigmentos que se encuentran más comúnmente en la naturaleza son las clorofilas y bacterioclorofilas , los análogos sintéticos de estas moléculas cromóforas biológicas son las porfirinas [ 13 ] [ 17 ] que son los compuestos más ampliamente utilizados en aplicaciones de captación de luz artificial. [ 17 ] Las fracciones de porfirina presentes en los complejos biológicos de captación de luz juegan un papel crítico en la absorción eficiente de la luz visible, la energía recolectada de las moléculas basadas en porfirinas se recolecta luego en el centro de reacción a través del relé de transferencia de energía de excitación. [ 13 ] [ 17 ] El proceso de separación de carga impulsado por la luz ocurre en el centro de reacción debido a la cooperación de dos derivados de porfirina. [ 17 ]

Materiales bioinspirados en porfirinas y clorofila

Los ensamblajes supramoleculares de materiales sintéticos basados ​​en porfirinas para la captación de luz se estudian y utilizan comúnmente para la transferencia de energía electrónica. [ 13 ] [ 17 ] Los ensamblajes supramoleculares suelen emplear la coordinación y los enlaces de hidrógeno como un medio eficiente para ajustar las interacciones y la direccionalidad entre los cromóforos donadores y los fluoróforos aceptores . [ 13 ] La porfirina de zinc se acopla frecuentemente a la porfirina de base libre en sistemas sintéticos de transferencia de energía electrónica debido a las características de absorción separadas de ambas moléculas. La porfirina de zinc actúa como donador y la porfirina de base libre como aceptor, ya que la fluorescencia de la porfirina de zinc se superpone con la absorción de la porfirina de base libre. [ 13 ] Se han combinado matrices y oligómeros de porfirinas con moléculas de separación de carga para emular las funciones de separación de carga presentes en las proteínas fotosintéticas, además de las propiedades de captación de luz de los complejos biológicos de captación de luz. Las moléculas de separación de carga que se suelen combinar con las porfirinas metaladas con zinc del cromóforo donador son el ferroceno , que actúa como donador de electrones, y el fullereno, que actúa como aceptor de electrones. [ 13 ]

Estructuras moleculares de la clorofila a, un pigmento captador de luz en las plantas verdes (izquierda) y un sistema fotosensibilizador de porfirina artificial (derecha). [ 18 ]

Materiales bioinspirados en carotenoides

Los carotenoides son otra clase de moléculas de pigmento/colorante que se encuentran en los fotorreceptores de la retina [ 14 ] y en los sistemas biológicos de captación de luz (por ejemplo, Fotosistema I , Fotosistema II y Complejo de Captación de Luz II). Cuando se disponen finamente con clorofilas en los sistemas fotosintéticos biológicos, los carotenoides promueven eficazmente la separación de carga fotoinducida y la transferencia de electrones. [ 7 ] El carotenoide está altamente conjugado y es estructuralmente muy similar a los oligómeros de poliacetileno . [ 7 ] Los carotenoides de origen natural se han combinado con derivados de fullereno para aplicaciones fotovoltaicas. [ 7 ] En los dispositivos fotovoltaicos, las moléculas de carotenoide exhibieron un comportamiento de semiconductor de tipo p ya que la estructura molecular es muy similar al poliacetileno . [ 7 ] Los sistemas artificiales de díada y tríada en los que los carotenoides están unidos covalentemente han podido imitar los mecanismos de separación de carga y captación de luz presentes en los organismos fototróficos. [ 7 ] Un carotenoide unido covalentemente a una porfirina es un ejemplo típico de una díada que contiene un carotenoide; esta díada puede unirse covalentemente a un fullereno para formar una tríada (Figura 3). [ 15 ] Los sistemas de tríada muestran transporte de electrones que da como resultado estados de separación de carga de larga duración. [ 15 ]

Figura 3: Moléculas de tríada que contienen porfirina capaces de captar luz y separar cargas A) Tríada de carotenoide, porfirina y fullereno B) Ferroceno, porfirina y fullereno [ 13 ] [ 15 ]

Biomateriales

Los complejos naturales de captación de luz contienen proteínas que se combinan mediante autoensamblaje con cromóforos donantes eficaces para promover la captación de luz y la transferencia de energía durante la fotosíntesis; los péptidos sintéticos pueden diseñarse para tener propiedades optoelectrónicas que imiten este fenómeno en los complejos naturales de captación de luz. [ 19 ] Las proteínas en los PPC no solo sirven como soporte para la disposición de los cromóforos durante la captación de luz, sino que también juegan un papel activo en la dinámica fotofísica de la fotosíntesis . [ 19 ] [ 20 ] Algunos complejos artificiales biomiméticos de captación de luz se han diseñado para tener proteínas y péptidos que se autoensamblan de tal manera que los cromóforos en el complejo se disponen para una eficiencia de captación de luz optimizada. [ 19 ] Los autoensamblajes de péptidos y los polipéptidos modificados con porfirinas también se han diseñado para tener la doble función de separación de carga y captación de luz. [ 21 ] Otros ejemplos de conjugados de cromóforos donadores y aceptores de péptidos utilizan el autoensamblaje de fibrillas amiloides en una lámina beta que permite que los cromóforos se organicen de una manera finamente ajustada para una eficiente captación de luz. [ 21 ] Los péptidos y proteínas sintéticos son un ejemplo de los materiales biológicos que se utilizan en sistemas artificiales de captación de luz, los ensamblajes con plantillas de virus [ 22 ] y el origami de ADN [ 9 ] [ 10 ] también se han empleado para aplicaciones de captación de luz.

Geles orgánicos y nanocristales

Las redes reversibles de geles orgánicos moleculares se mantienen unidas por interacciones no covalentes (por ejemplo, enlaces de hidrógeno , apilamiento π, interacciones de van der Waals e interacciones donador-aceptor). Las moléculas gelificantes pueden autoorganizarse en matrices unidimensionales debido a la naturaleza direccional de las interacciones intermoleculares , produciendo estructuras fibrosas alargadas que pueden servir como moléculas antena. [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ] Los geles orgánicos se ensamblan de tal manera que existe una disposición adecuada de los cromóforos donadores y aceptores que es el requisito principal para una transferencia de energía eficiente. [ 23 ] Las moléculas π-conjugadas se utilizan comúnmente en geles orgánicos ya que estas moléculas se ven afectadas por la orientación de los cromóforos en los autoensamblajes. Algunos ejemplos de moléculas π-conjugadas que se emplean en geles orgánicos son el oligo-p-fenilenovinileno , [ 23 ] [ 24 ] antraceno , pireno y derivados de porfirina . [ 23 ]

Los nanocristales orgánicos y organometálicos (NC) son prometedores para la captación de luz y aplicaciones energéticas porque pueden solubilizarse, demuestran capacidad para absorber una gran fracción del espectro solar y tienen una banda prohibida ajustable debido a efectos de confinamiento cuántico. [ 26 ] [ 27 ] Los cristales orgánicos y organometálicos se forman comúnmente a través de interacciones no covalentes, incluyendo enlaces de hidrógeno, apilamiento π–π e interacciones electrostáticas. Los NC orgánicos pueden estar compuestos de matrices orgánicas que incorporan moléculas de colorante como el borodipirrometeno. [ 28 ] Sun et al. desarrollaron dos nanocristales organometálicos polimórficos formados a partir de complejos de platino (II)-β-dicetonato que demostraron captación de luz y propiedades fotoluminiscentes . [ 27 ] También se han diseñado nanocristales de zeolita que permiten la organización supramolecular de moléculas de colorante orgánico para la captación de luz. [ 23 ]

Dendrímeros

Desde finales de la década de 1990 se ha puesto mucho énfasis en el diseño de especies supramoleculares que pueden participar como moléculas antena para aplicaciones fotosintéticas artificiales; muchas de estas antenas diseñadas artificialmente son dendrímeros . [ 29 ] Las estructuras moleculares dendríticas de captación de luz están diseñadas para tener una alta abundancia de cromóforos donantes recolectores de luz que transfieren la energía a un "sumidero" de energía en el centro del dendrímero. Una consideración importante al diseñar dendrímeros para aplicaciones de captación de luz es que a medida que aumenta la generación del dendrímero, el número de grupos terminales que sirven como cromóforos donantes se duplica; [ 30 ] sin embargo, esto resulta en una mayor distancia entre los grupos terminales y el núcleo aceptor de energía, disminuyendo así la eficiencia de transferencia de energía. [ 30 ] Los dendrímeros pueden contener una gran cantidad de grupos cromóforos como cromóforos donantes basados ​​en cumarina en matrices altamente ordenadas para permitir una transferencia de energía efectiva. [ 29 ] [ 31 ] El núcleo (aceptor de energía) de las moléculas de dendrímero puede funcionalizarse con porfirinas, fullerenos y complejos metálicos. [ 29 ] [ 30 ] Algunos sistemas de dendrímeros reportados pueden lograr hasta un 99% de transferencia de energía; un ejemplo de un dendrímero que puede lograr esta eficiencia tiene un núcleo de perileno y ramificaciones de dendrímero compuestas de unidades de cumarina. [ 29 ]

Nanocompuestos

Los nanomateriales con brechas de banda ajustables pueden combinarse para formar estructuras heterogéneas que se autoensamblan para formar estructuras abióticas estables, que tienen potencial en fotosíntesis artificial y visión biónica . [ 32 ] [ 33 ] [ 34 ] Las propiedades electrónicas y físicas de los compuestos basados ​​en grafeno muestran potencial para la conversión de energía lumínica. [ 32 ] [ 35 ] Un ejemplo de un compuesto basado en grafeno empleó multicapas de óxido de grafeno cargadas negativa y positivamente, las capas apiladas horizontalmente basadas en interacciones electrostáticas formando una heteroestructura horizontal que fue capaz de experimentar conversión de energía lumínica-iónica. [ 32 ] El óxido de grafeno cargado negativamente también puede combinarse con nanopartículas de polímero cargadas positivamente; la agregación de polímeros en nanopartículas de polímero permite un rango más amplio para respuestas ajustables a la luz visible en comparación con los polímeros prístinos. [ 35 ] Los altos coeficientes de extinción de los agregados de polímero permiten una mejor captación de luz así como separación de carga. La deslocalización de los electrones de las nanopartículas de polímero combinada con el grafeno permite transiciones π–π* y los materiales en el compuesto coinciden energéticamente. [ 35 ]

Híbridos orgánicos e inorgánicos y nanomateriales inorgánicos

En sistemas híbridos orgánicos e inorgánicos como la perovskita híbrida orgánica-inorgánica [ 36 ] y los marcos metalorgánicos (MOF), [ 37 ] [ 38 ] la interfaz orgánica-inorgánica es un parámetro crítico que controla el rendimiento de los dispositivos de captación de luz. [ 34 ] Los materiales de perovskita de haluro de plomo demuestran propiedades fotofísicas excepcionales y tienen aplicaciones optoelectrónicas . [ 36 ] Los materiales de perovskita de haluro, en general, tienen características de alta absorción óptica y permiten el transporte de carga, lo que demuestra que estos materiales tienen potencial para aplicaciones fotovoltaicas y conversión de energía solar. [ 36 ] Los MOF se pueden diseñar para tener propiedades de captación de luz solar a través de diferentes estrategias sintéticas, como el uso de puntales que contienen porfirina o metaloporfirinas como bloques de construcción orgánicos primarios. [ 37 ] [ 38 ] Los MOF también se pueden funcionalizar a través de la modificación de la superficie con puntos cuánticos , o a través de la incrustación de complejos metálicos fotosensibles de rutenio u osmio en la estructura del MOF. [ 37 ]

Los materiales inorgánicos como las nanoestructuras de silicio , [ 39 ] las películas de óxido inorgánico (por ejemplo, óxido de titanio y óxido de indio ), [ 40 ] [ 41 ] y los materiales inorgánicos bidimensionales ultrafinos (por ejemplo , oxicloruro de bismuto , sulfuro de estaño y nanohojas de sulfuro de titanio ) [ 41 ] tienen propiedades de captación de luz y optoelectrónicas. [ 40 ] El silicio se usa comúnmente en células solares y en 1954 Bell Labs inventó la primera célula solar de silicio efectiva con una eficiencia del 5%. [ 42 ] La eficiencia del dispositivo que fue inventado por Bell Labs aumentó rápidamente con el dopaje de tipo n y tipo p y para 1961 alcanzó una eficiencia del 14,5%. [ 42 ] El silicio es muy abundante, tiene una amplia movilidad de portadores de carga y alta estabilidad, lo que permite que se use ampliamente en aplicaciones fotovoltaicas y de semiconductores . [ 39 ] Actualmente, el dispositivo de unión simple más eficiente que emplea silicio ha alcanzado una eficiencia de conversión solar de hasta el 29,1 %. [ 42 ] Las nanoestructuras de silicio, como los nanocables , los nanocristales, los puntos cuánticos y las nanopartículas porosas , han mostrado mejoras con respecto al silicio masivo o planar debido a una mayor separación y transferencia de carga, un volumen específico intrínsecamente mayor y una curvatura de superficie. [ 39 ] Las nanoestructuras de silicio también permiten el efecto de confinamiento cuántico, que puede mejorar los rangos de absorción de luz y las respuestas inducidas por la luz. [ 39 ]

Las células solares sensibilizadas con colorante frecuentemente incorporan dióxido de titanio como componente principal debido a que proporciona adsorción del sensibilizador, así como características de separación de carga y transporte de electrones. [ 40 ] Las moléculas de colorante presentes en las células solares sensibilizadas con colorante, al captar la luz, transfieren electrones excitados al dióxido de titanio , que luego separa la carga. [ 40 ] Las láminas de óxido de indio con vacantes de oxígeno tienen brechas de banda estrechas y propiedades de portadores de carga mejoradas que permiten una eficiencia de separación de portadores de carga, lo que convierte a este material en un candidato potencial para la captación de luz. [ 41 ] El oxicloruro de bismuto ultrafino con vacantes de oxígeno también permite una captación de luz y propiedades de separación de carga mejoradas. [ 41 ]

Aplicaciones

Energía fotovoltaica

El campo de la fotovoltaica orgánica en particular se ha desarrollado rápidamente desde finales de la década de 1990 y las pequeñas células solares han demostrado eficiencias de conversión de energía de hasta el 13%. [ 8 ] La abundancia de energía solar y la capacidad de aprovecharla para convertirla en energía química a través de la fotosíntesis artificial pueden permitir fuentes de energía renovables masivas. [ 4 ] Entender los procesos fundamentales de la fotosíntesis en sistemas biológicos es importante para el desarrollo de fuentes solares renovables. [ 4 ] [ 43 ] La separación de carga inducida por la luz en organismos fotosintéticos cataliza la conversión de energía solar en energía química o metabólica y esto ha inspirado el diseño de materiales sintéticos de captación de luz que luego pueden integrarse en dispositivos fotovoltaicos que generan voltaje y corriente eléctrica al absorber fotones . [ 4 ] Luego se forman redes excitónicas para una transferencia de energía eficiente. [ 4 ] Una amplia gama de materiales moleculares y de estado sólido tienen aplicaciones en fotovoltaica. [ 43 ] En el diseño de dispositivos fotovoltaicos, es fundamental tener en cuenta los efectos de la alta concentración de pigmentos o cromóforos , la disposición de los cromóforos, así como la geometría de las unidades antena integradas en los dispositivos de captación de luz, para optimizar la generación de energía y maximizar la eficiencia cuántica . [ 43 ] Una forma común de cromóforo dentro de las células solares es la de las células solares sensibilizadas por colorantes . La maquinaria molecular dinámica y receptiva presente en los organismos fotosintéticos, así como los principios de autoensamblaje, han influido en el diseño de dispositivos fotovoltaicos "inteligentes". [ 43 ]

Fotocatálisis

Las superficies semiconductoras (por ejemplo, óxidos metálicos) funcionalizadas con materiales captadores de luz (por ejemplo , fullerenos , polímeros conductores , sistemas basados ​​en porfirina y ftalocianina , nanopartículas ) pueden fotocatalizar la oxidación o disociación del agua en un dispositivo fotoanódico. [ 44 ] [ 45 ] [ 3 ] La conversión de energía solar puede aplicarse a la división fotoelectroquímica del agua . La mayoría de los sistemas de división del agua emplean materiales semiconductores inorgánicos; sin embargo, los materiales semiconductores orgánicos están ganando terreno para esta aplicación. [ 45 ] También se han diseñado oxinitruros y oxisulfuros para la fotocatálisis de la degradación del agua. [ 3 ]

terapia fotodinámica

La terapia fotodinámica es un tratamiento médico que emplea procesos fotoquímicos , mediante la combinación de luz y un fotosensibilizador , para generar un efecto citotóxico en el tejido canceroso o enfermo. [ 44 ] Ejemplos de fotosensibilizadores o materiales captadores de luz que se utilizan para atacar las células cancerosas son las nanopartículas semiconductoras , [ 44 ] los complejos de rutenio [ 46 ] y los nanocomplejos. [ 47 ] Los fotosensibilizadores pueden utilizarse para la formación de oxígeno singlete tras la fotoinducción, lo que desempeña un papel importante en la terapia fotodinámica; esta capacidad ha sido demostrada por las nanopartículas de dióxido de titanio . [ 44 ]

Véase también

Referencias

  1. 1 2 Mayr, Torsten; Borisov, Sergey M.; Abel, Tobias; Enko, Barbara; Waich, Kerstin; Mistlberger, Günter; Klimant, Ingo (2009-08-01). "Captación de luz como una forma simple y versátil de mejorar el brillo de los sensores luminiscentes" . Química Analítica . 81 (15): 6541– 6545. doi : 10.1021/ac900662x . ISSN 0003-2700 . PMC 2976568 .  
  2. ↑ Sun, Guangping; Qian, Weirui; Jiao, Jianmin; Han, Tingting; Shi, Yukun; Hu, Xiao-Yu; Wang, Leyong (19 de mayo de 2020). "Un sistema artificial de captación de luz altamente eficiente con transferencia de energía secuencial en dos etapas basado en autoensamblaje supramolecular" . Journal of Materials Chemistry A. 8 ( 19): 9590–9596 . doi : 10.1039/D0TA03169K . ISSN 2050-7496 . S2CID 219020606 .  
  3. 1 2 3 4 Takata, Tsuyoshi; Domen, Kazunari (2017). "Desarrollo de semiconductores no óxidos como materiales de captación de luz en la división fotocatalítica y fotoelectroquímica del agua" . Dalton Transactions . 46 (32): 10529– 10544. doi : 10.1039/C7DT00867H . ISSN 1477-9226 . PMID 28589988 .  
  4. 1 2 3 4 5 Häse, Florian; Roch, Loïc M.; Friederich, Pascal; Aspuru-Guzik, Alán (2020-09-11). "Diseño y comprensión de dispositivos de captación de luz con aprendizaje automático" . Nature Communications . 11 (1): 4587. Bibcode : 2020NatCo..11.4587H . doi : 10.1038/ s41467-020-17995-8 . ISSN 2041-1723 . PMC 7486390. PMID 32917886 .   
  5. ↑ Moss, Benjamin; Wang, Qian; Butler, Keith T.; Grau-Crespo, Ricardo; Selim, Shababa; Regoutz, Anna; Hisatomi, Takashi; Godin, Robert; Payne, David J.; Kafizas, Andreas; Domen, Kazunari (2021-01-11). "Vinculando la acumulación de carga in situ con la estructura electrónica en SrTiO 3 dopado revela principios de diseño para fotocatalizadores de evolución de hidrógeno" . Nature Materials . 20 (4): 511– 517. Bibcode : 2021NatMa..20..511M . doi : 10.1038/s41563-020-00868-2 . ISSN 1476-4660 . PMID 33432143 . S2CID 230649876 .   
  6. ↑ Han, Dongxue; Yang, Xuefeng; Han, Jianlei; Zhou, Jin; Jiao, Tifeng; Duan, Pengfei (2020-11-09). "Luminiscencia ultravioleta polarizada circularmente amplificada secuencialmente para fotopolimerización enantioselectiva" . Nature Communications . 11 (1): 5659. Bibcode : 2020NatCo..11.5659H . doi : 10.1038/ s41467-020-19479-1 . ISSN 2041-1723 . PMC 7652877. PMID 33168825 .   
  7. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Vohra, Varun (2018-12-18). "Tintes naturales y sus derivados integrados en células solares orgánicas" . Materials . 11 ( 12): 2579. Bibcode : 2018Mate...11.2579V . doi : 10.3390/ma11122579 . ISSN 1996-1944 . PMC 6316176. PMID 30567340 .   
  8. 1 2 Hedley, Gordon J.; Ruseckas, Arvydas; Samuel, Ifor DW (2017-01-25). "Captación de luz para fotovoltaicos orgánicos" . Chemical Reviews . 117 (2): 796– 837. doi : 10.1021/acs.chemrev.6b00215 . ISSN 0009-2665 . PMC 5269644. PMID 27951633 .   
  9. 1 2 3 Olejko, L.; Bald, I. (2017). "Eficiencia FRET y efecto antena en sistemas de recolección de luz basados ​​en origami de ADN multicolor" . RSC Advances . 7 (39): 23924– 23934. Bibcode : 2017RSCAd...723924O . doi : 10.1039/C7RA02114C . ISSN 2046-2069 . 
  10. 1 2 Hemmig, Elisa A.; Creatore, Celestino; Wünsch, Bettina; Hecker, Lisa; Mair, Philip; Parker, M. Andy; Emmott, Stephen; Tinnefeld, Philip; Keyser, Ulrich F.; Chin, Alex W. (2016). "Programación de la eficiencia de captación de luz mediante origami de ADN" . Nano Letters . 16 (4): 2369– 2374. Bibcode : 2016NanoL..16.2369H . doi : 10.1021/acs.nanolett.5b05139 . PMC 5003508. PMID 26906456 .  
  11. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Schlau-Cohen, GS (2015-06-06). "Principios de captación de luz de complejos fotosintéticos individuales" . Interface Focus . 5 (3) 20140088. doi : 10.1098/rsfs.2014.0088 . ISSN 2042-8898 . PMC 4410562. PMID 26052423 .   
  12. ^ Proppe , Andrew H .; Li, Yuguang C.; Aspuru-Guzik, Alán; Berlinguette, Curtis P.; Chang, Christopher J.; Cogdell, Richard; Doyle, Abigail G.; Flick, Johannes; Gabor, Nathaniel M.; van Grondelle, Rienk; Hammes-Schiffer, Sharon (noviembre de 2020). "Bioinspiración en captación de luz y catálisis" . Materiales de reseñas de la naturaleza . 5 (11): 828– 846. Bibcode : 2020NatRM...5..828P . doi : 10.1038/s41578-020-0222-0 . ISSN 2058-8437 . OSTI 1756854 . S2CID 221018573 .   
  13. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Otsuki, J. (2018-04-24). "Enfoque supramolecular hacia materiales captadores de luz basados ​​en porfirinas y clorofilas" . Journal of Materials Chemistry A. 6 ( 16): 6710– 6753. doi : 10.1039/C7TA11274B . ISSN 2050-7496 . 
  14. 1 2 3 Balashov, SP (2005-09-23). ​​"Xantorodopsina: una bomba de protones con una antena carotenoide captadora de luz" . Science . 309 (5743): 2061– 2064. Bibcode : 2005Sci ... 309.2061B . doi : 10.1126/science.1118046 . ISSN 0036-8075 . PMC 3065861. PMID 16179480 .   
  15. 1 2 3 4 5 Hashimoto, Hideki; Sugai, Yuko; Uragami, Chiasa; Gardiner, Alastair T.; Cogdell, Richard J. (diciembre de 2015). "Sistemas de captación de luz naturales y artificiales que utilizan las funciones de los carotenoides" . Journal of Photochemistry and Photobiology C: Photochemistry Reviews . 25 : 46–70 . doi : 10.1016/j.jphotochemrev.2015.07.004 . ISSN 1389-5567 . 
  16. ↑ Kodis, Gerdenis; Herrero, Christian; Palacios, Rodrigo; Mariño-Ochoa, Ernesto; Gould, Stephanie; de ​​la Garza, Linda; van Grondelle, Rienk; Gust, Devens; Moore, Thomas A.; Moore, Ana L.; Kennis, John TM (enero de 2004). "Captación de luz y funciones fotoprotectoras de carotenoides en diseños compactos de antenas fotosintéticas artificiales". The Journal of Physical Chemistry B . 108 (1): 414– 425. doi : 10.1021/jp036139o . ISSN 1520-6106 . 
  17. 1 2 3 4 5 Imahori, Hiroshi (mayo de 2004). "Matrices gigantes de multiporfirinas como antenas artificiales de captación de luz". The Journal of Physical Chemistry B . 108 (20): 6130– 6143. doi : 10.1021/jp038036b . ISSN 1520-6106 . PMID 18950092 .  
  18. ↑ Wang, Xiaodong; Saba, Tony; Yiu, Humphrey HP; Howe, Russell F.; Anderson, James A.; Shi, Jiafu (2017-05-11). "Regeneración del cofactor NAD(P)H inspirada en vías heterogéneas" . Chem . 2 (5): 621– 654. Bibcode : 2017Chem....2..621W . doi : 10.1016/j.chempr.2017.04.009 . hdl : 2164/10454 . ISSN 2451-9294 . 
  19. 1 2 3 Zou, Qianli; Liu, Kai; Abbas, Manzar; Yan, Xuehai (2016). "Autoensamblaje de cromóforos modulado por péptidos hacia una nanoarquitectónica biomimética de recolección de luz" . Materiales Avanzados . 28 (6): 1031– 1043. Bibcode : 2016AdM....28.1031Z . doi : 10.1002/adma.201502454 . ISSN 1521-4095 . PMID 26273821 . S2CID 205262077 .   
  20. ↑ Ihssen, Julian; Braun, Artur; Faccio, Greta; Gajda-Schrantz, Krisztina; Thöny-Meyer, Linda (abril de 2014). "Proteínas captadoras de luz para la generación de combustible solar en celdas fotoelectroquímicas bioingenierizadas" . Current Protein & Peptide Science . 15 (4): 374– 384. doi : 10.2174/1389203715666140327105530 . ISSN 1389-2037 . PMC 4030624. PMID 24678669 .   
  21. ^ Zou , Qianli; Liu, Kai; Abbas, Manzar; Yan, Xuehai (14 de agosto de 2015). "Autoensamblaje de cromóforos modulado por péptidos hacia una nanoarquitectónica biomimética de recolección de luz". Materiales Avanzados . 28 (6): 1031– 1043. Bibcode : 2016AdM....28.1031Z . doi : 10.1002/adma.201502454 . ISSN 0935-9648 . PMID 26273821 . S2CID 205262077 .   
  22. ↑ Nam, Yoon Sung; Shin, Taeho; Park, Heechul; Magyar, Andrew P.; Choi, Katherine; Fantner, Georg; Nelson, Keith A.; Belcher, Angela M. (2010-02-10). "Ensamblaje de porfirinas en nanoantenas captadoras de luz mediante plantillas virales". Journal of the American Chemical Society . 132 (5): 1462– 1463. doi : 10.1021/ja908812b . ISSN 0002-7863 . PMID 20078048 .  
  23. ^ Ajayaghosh , Ayyappanpillai ; ​Praveen, Vakayil K.; Vijayakumar, Chakkooth (29 de abril de 2008). "Resumen de ChemInform: organogeles como andamios para la transferencia de energía de excitación y la recolección de luz". ChemInform . 39 (18). doi : 10.1002/chin.200818244 . ISSN 0931-7597 . 
  24. 1 2 Ajayaghosh, Ayyappanpillai; George, Subi J.; Praveen, Vakayil K. (2003-01-20). "Gelation-Assisted Light Harvesting by Selective Energy Transfer from an Oligo(p-phenylenevinylene)-Based Self-Assembly to an Organic Dye". Angewandte Chemie International Edition . 42 (3): 332– 335. doi : 10.1002/anie.200390109 . ISSN 1433-7851 . PMID 12548692 .  
  25. ↑ Samanta, Suman K.; Bhattacharya, Santanu (2012). "Ensamblajes donador-aceptor de captación de luz de amplio rango a través de interacciones intergeladoras específicas mediante autoensamblaje" . Chemistry – A European Journal . 18 (49): 15875– 15885. doi : 10.1002/chem.201103855 . ISSN 1521-3765 . PMID 23074067 .  
  26. ↑ Lim, Yee-Fun; Choi, Joshua J.; Hanrath, Tobias (2012). "Síntesis sencilla de nanocristales coloidales de CuO para aplicaciones de captación de luz" . Journal of Nanomaterials . 2012 : 1–6 . doi : 10.1155/2012/393160 . hdl : 10754/596995 . ISSN 1687-4110 . 
  27. 1 2 Sun, Meng-Jia; Liu, Yingying; Zeng, Wei; Zhao, Yong Sheng; Zhong, Yu-Wu; Yao, Jiannian (2019-04-17). "Amplificación de la anisotropía fotoluminiscente en nanocristales orgánicos polimórficos mediante transferencia de energía de captación de luz". Journal of the American Chemical Society . 141 (15): 6157– 6161. doi : 10.1021/jacs.9b02055 . ISSN 0002-7863 . PMID 30945852 . S2CID 93000517 .   
  28. ^ Chen, Peng-Zhong; Weng, Yu-Xiang; Niu, Li-Ya; Chen, Yu-Zhe; Wu, Li-Zhu; Tung, Chen-Ho; Yang, Qing-Zheng (2016). "Sistemas de captación de luz basados ​​en nanocristales orgánicos para imitar los clorosomas" . Edición internacional Angewandte Chemie . 55 (8): 2759– 2763. doi : 10.1002/anie.201510503 . ISSN 1521-3773 . PMID 26799735 .  
  29. 1 2 3 4 Balzani, Vincenzo; Ceroni, Paola; Maestri, Mauro; Vicinelli, Verónica (1 de diciembre de 2003). "Dendrímeros captadores de luz" . Opinión actual en biología química . 7 (6): 657– 665. doi : 10.1016/j.cbpa.2003.10.001 . ISSN 1367-5931 . PMID 14644173 .  
  30. 1 2 3 Adronov, Alex; Fréchet, Jean MJ (2000). "Dendrímeros captadores de luz" . Chemical Communications (18): 1701– 1710. doi : 10.1039/b005993p .
  31. ↑ Dichtel, William R.; Hecht, Stefan; Fréchet, Jean MJ (2005-09-01). "Dendrímeros funcionalmente estratificados: un nuevo bloque de construcción y su aplicación a la síntesis de sistemas multicromofóricos de captación de luz". Organic Letters . 7 (20): 4451– 4454. doi : 10.1021/ol0516824 . ISSN 1523-7060 . PMID 16178556 .  
  32. 1 2 3 Quan, Di; Ji, Danyan; Wen, Qi; Du, Linhan; Wang, Lili; Jia, Pan; Liu, Dan; Ding, Liping; Dong, Huanli; Lu, Diannan; Jiang, Lei (agosto de 2020). "Materiales estratificados 2D heterogéneos lateralmente como una bomba de protones de recolección de luz artificial" . Advanced Functional Materials . 30 (34) 2001549. doi : 10.1002/adfm.202001549 . ISSN 1616-301X . S2CID 225799548 .  
  33. ↑ Ng, Kara; Webster, Megan; Carbery, William P.; Visaveliya, Nikunjkumar; Gaikwad, Pooja; Jang, Seogjoo J.; Kretzschmar, Ilona; Eisele, Dorthe M. (2020-11-16). "Excitones de Frenkel en nanocompuestos supramoleculares sometidos a estrés térmico habilitados por andamiaje tipo jaula sintonizable". Nature Chemistry . 12 (12): 1157– 1164. Bibcode : 2020NatCh..12.1157N . doi : 10.1038/s41557-020-00563-4 . ISSN 1755-4330 . OSTI 1991456 . PMID 33199886 . S2CID 226970990 .    
  34. ^ Kundu , Simanta; Patra, Amitava (25 de enero de 2017). "Estrategias a nanoescala para la captación de luz" . Reseñas químicas . 117 (2): 712– 757. doi : 10.1021/acs.chemrev.6b00036 . ISSN 0009-2665 . PMID 27494796 .  
  35. 1 2 3 Ghosh, Arnab; Jana, Bikash; Maiti, Sourav; Bera, Rajesh; Ghosh, Hirendra N.; Patra, Amitava (2017). "Captación de luz y generación de fotocorriente en un compuesto de nanopartículas de polímero conjugado y óxido de grafeno reducido" . ChemPhysChem . 18 (10): 1308– 1316. doi : 10.1002/cphc.201700174 . ISSN 1439-7641 . PMID 28295982 .  
  36. 1 2 3 Wang, Lili; Williams, Nicholas E.; Malachosky, Edward W.; Otto, John P.; Hayes, Dugan; Wood, Ryan E.; Guyot-Sionnest, Philippe; Engel, Gregory S. (2017-03-28). "Síntesis de transporte escalable mediada por ligando de nanocristales de perovskita híbrida orgánica-inorgánica con estructura electrónica resuelta y dinámica ultrarrápida". ACS Nano . 11 (3): 2689– 2696. doi : 10.1021/acsnano.6b07574 . ISSN 1936-0851 . PMID 28195690 .  
  37. 1 2 3 So, Monica C.; Wiederrecht, Gary P.; Mondloch, Joseph E.; Hupp, Joseph T.; Farha, Omar K. (2015-02-12). "Materiales de estructuras metalorgánicas para la captación de luz y la transferencia de energía" . Chemical Communications . 51 (17): 3501– 3510. doi : 10.1039/C4CC09596K . ISSN 1364-548X . PMID 25578391 .  
  38. 1 2 Lee, Chang Yeon; Farha, Omar K.; Hong, Bong Jin; Sarjeant, Amy A.; Nguyen, SonBinh T.; Hupp, Joseph T. (2011-10-12). "Estructuras metalorgánicas (MOF) captadoras de luz: transferencia eficiente de energía de puntal a puntal en MOF basados ​​en Bodipy y porfirina". Journal of the American Chemical Society . 133 (40): 15858– 15861. doi : 10.1021/ja206029a . ISSN 0002-7863 . PMID 21916479 .  
  39. 1 2 3 4 Liu, Dong; Ma, Jun; Long, Ran; Gao, Chao; Xiong, Yujie (diciembre de 2017). "Nanoestructuras de silicio para aplicaciones catalíticas impulsadas por energía solar". Nano Today . 17 : 96–116 . doi : 10.1016/j.nantod.2017.10.013 . ISSN 1748-0132 . 
  40. 1 2 3 4 Kim, Jeonghun; Koh, Jong Kwan; Kim, Byeonggwan; Kim, Jong Hak; Kim, Eunkyoung (2012). "Nanopatronización de películas de óxido inorgánico mesoporoso para la recolección eficiente de luz de células solares sensibilizadas con colorante" . Angewandte Chemie International Edition . 51 (28): 6864– 6869. doi : 10.1002/anie.201202428 . ISSN 1521-3773 . PMID 22684852 .  
  41. 1 2 3 4 Sun, Yongfu; Gao, Shan; Lei, Fengcai; Xiao, Chong; Xie, Yi (2015-01-20). "Materiales inorgánicos bidimensionales ultradelgados: nuevas oportunidades para la nanoquímica del estado sólido". Accounts of Chemical Research . 48 (1): 3– 12. doi : 10.1021/ar500164g . ISSN 0001-4842 . PMID 25489751 .  
  42. 1 2 3 Yildirim, Onur; Bonomo, Mateo; Barbero, Nadia; Atzori, César; Civalleri, Bartolomeo; Bonino, Francesca; Viscardi, Guido; Barolo, Claudia (enero 2020). "Aplicación de estructuras metal-orgánicas y estructuras orgánicas covalentes como material (foto) activo en tecnologías fotovoltaicas híbridas" . Energías . 13 (21): 5602. doi : 10.3390/en13215602 . hdl : 2318/1759976 .
  43. 1 2 3 4 Ruban, Alexander V.; Johnson, Matthew P.; Duffy, Christopher DP (2011). "Aprovechamiento de la luz natural: principios y tendencias ambientales" . Energy & Environmental Science . 4 (5): 1643. doi : 10.1039/c0ee00578a . ISSN 1754-5692 . 
  44. 1 2 3 4 Zhou, Na; López-Puente, Vanesa; Wang, Qing; Polavarapu, Lakshminarayana; Pastoriza-Santos, Isabel; Xu, Qing-Hua (2015). "Captación de luz mejorada por plasmones: aplicaciones en fotocatálisis mejorada, terapia fotodinámica y fotovoltaica" . RSC Advances . 5 (37): 29076– 29097. Bibcode : 2015RSCAd...529076Z . doi : 10.1039/c5ra01819f . ISSN 2046-2069 . 
  45. 1 2 Kirner, Joel T.; Finke, Richard G. (2017). "Fotoánodos de oxidación de agua que utilizan materiales orgánicos captadores de luz: una revisión" . Journal of Materials Chemistry A. 5 ( 37): 19560– 19592. doi : 10.1039/C7TA05709A . ISSN 2050-7488 . 
  46. ↑ Nomula, Raju; Wu, Xueyan; Zhao, Jianzhang; Munirathnam, Nagegownivari R. (2017-10-01). "Efecto fotodinámico de complejos de rutenio(II)-polimina-cumarina en estado excitado triplete de larga duración y captación de luz: unión al ADN, fotocisión y estudios anticancerígenos" . Materials Science and Engineering: C. 79 : 710–719 . doi : 10.1016 /j.msec.2017.05.123 . ISSN 0928-4931 . PMID 28629072 .  
  47. ↑ Li, Shuang; Shen, Xiaoqin; Xu, Qing-Hua; Cao, Yong (2019-10-25). "Nanopartículas compuestas de polímero conjugado/fotosensibilizador mejoradas con nanobarras de oro para imágenes de fluorescencia de excitación de dos fotones y terapia fotodinámica simultáneas" . Nanoscale . 11 ( 41): 19551– 19560. doi : 10.1039/C9NR05488J . ISSN 2040-3372 . PMID 31578535. S2CID 203128714 .