Polarony jsou zvláštní elektricky nabité částice, které mohou ovlivnit vlastnosti materiálů, včetně jejich vodivosti a magnetických schopností. Lze je využívat v řadě pokročilých aplikací, které sahají od solárních panelů přes optoelektronická zařízení, molekulární senzory až po magneto-optická zařízení.
„Publikovaný výzkum ukazuje, že polarony lze generovat ve fluorografenu pomocí UV světla, přičemž klíčovou roli hraje typ rozpouštědla, ve kterém je fluorografen dispergován. Při experimentování jsme zjistili, že fluorografen v acetonu pod UV světlem produkuje silný signál polaronů, což znamená vznik aktivních spinových stavů. Naopak v benzenu je tento jev méně výrazný a v cyklohexanu téměř neexistuje. Pozorovaný jev je zásadní pro pochopení, jak okolní prostředí ovlivňuje vznik polaronů,“ objasnil jeden z autorů článku Michal Otyepka. Na objevu se za VŠB-TUO podíleli vědci z Centra nanotechnologií CEET a národního superpočítačového centra IT4Innovations, kteří jsou rovněž zapojeni do projektu REFRESH.
Experimenty podpořily teoretické výpočty. Ty odhalily, že polarony vznikají blízko radikálových míst fluorografenu, která silně interagují s molekulami acetonu. Po ozáření acetonu UV světlem dochází k přenosu náboje z rozpouštědla na radikálová centra ve fluorografenu, což vede ke vzniku přechodných magnetických stavů polaronového charakteru.
Výzkum jednoznačně ukázal, jak důležité je prostředí, ve kterém materiály pracují. Využití souhry materiálů s rozpouštědlem by mohlo vést k novým způsobům, jak navrhovat a vyrábět materiály s přesně definovanými vlastnostmi pro konkrétní aplikace.
Text: Martina Šaradínová