Nanoplasmônica e o Espectro de Absorção de Nanopartículas Metálicas

Abstract

O presente trabalho trata de uma alternativa para aumentar a eficiencia da captacao de energia solar, com a utilizacao de coletores termicos baseados em fluidos de nanoparticulas metalicas, que absorvam radiacao com comprimentos de onda complementares aqueles usados para geracao de eletricidade. Estas particulas sao capazes de absorver radiacao eletromagnetica em determinadas faixas de comprimento de onda, que dependem das suas propriedades fisicas e geometricas, por meio do fenomeno de ressonância de plasmons. O objetivo principal deste trabalho e, portanto, o estudo da interacao da luz com particulas metalicas nanometricas. Para isto, foram usados modelos matematicos baseados na teoria eletromagnetica para calcular os espectros das secoes de choque de extincao, espalhamento e absorcao de nanoparticulas metalicas em um meio dieletrico e sua dependencia com as propriedades fisicas e geometricas das particulas. Os calculos foram realizados na aproximacao quasi-estatica, solucao de Mie e aproximacao de dipolo discreto, para esferas e cubos de dois diferentes materiais, prata e ouro, de diversos tamanhos. Todos os tres parâmetros, tamanho, forma e material, influenciam significativamente em qual regiao do espectro solar estas particulas tem maior secao de choque de absorcao. Em conclusao, apesar de teoricamente ser possivel controlar o pico de absorcao das nanoparticulas metalicas pela modificacao destes parâmetros, este e apenas um passo no desenvolvimento de nanofluidos termicos. Subsequentemente, deve-se procurar conhecer o verdadeiro ganho em energia termica absorvida usando esses nanofluidos, levando em conta a concentracao das nanoparticulas e, em ultima instância, os custos relacionados com sua producao, de modo a viabilizar o uso de coletores solares compositos. http://dx.doi.org/10.18226/23185279.v8iss1p12