Het snel overbrengen van energie van de ene plaats naar de andere - zonder verlies - zou zonnepanelen en computers fundamenteel kunnen veranderen. Materialen gemaakt van lange ketens van kleine deeltjes, of nanodeeltjes, belofte tonen voor een dergelijke energieoverdracht. Echter, zelfs kleiner gaan dan nano-dimensies heeft niet helemaal gewerkt zoals gepland. Onderzoekers vermoedden dat de deeltjes dicht bij elkaar moesten zijn om energie efficiënt over te dragen. Nutsvoorzieningen, een team heeft aangetoond dat de deeltjes te dichtbij kunnen zijn. specifiek, de energieoverdracht daalt dramatisch wanneer de deeltjes in de keten minder dan een nanometer van elkaar verwijderd zijn.

Voor wie betere zonnepanelen of computerchips wil bouwen, deze studie beantwoordt een fundamentele vraag over de fysica van een veelbelovend ontwerp. Dat ontwerp zou een chemische structuur kunnen gebruiken die ketens van nanodeeltjes bevat. De studie verklaart waarom de efficiëntie van de energieoverdracht daalt. Dat is, het laat zien hoe kwantummechanische effecten de overdrachten veranderen. Ook, het laat zien dat complexe berekeningen, met behulp van een real-time dichtheid functionele strakke binding benadering, mechanistisch inzicht verschaffen voor het analyseren van energieoverdrachten op basis van de afstand tussen de deeltjes.

Wetenschappers wilden de kwantummechanische effecten begrijpen die kunnen leiden tot kwalitatief verschillende en soms volledig tegenovergestelde resultaten. Vooral, ze wilden de reden achter efficiëntie en inefficiënties van energieoverdracht in lange nanodeeltjesketens begrijpen. Dergelijke ketens zijn veelbelovend op diverse terreinen, inclusief energiewinning. Conventionele berekeningsmethoden voldeden niet. Onderzoekers gebruikten real-time dichtheid functionele strakke binding om energieoverdracht te karakteriseren als een functie van de afstand tussen de deeltjes. In tegenstelling tot klassieke elektrodynamische methoden, hun kwantumdynamische berekeningen laten een daling van de efficiëntie zien voor afstanden van subnanometerlengtes binnen de nanodeeltjesketen. De daling in efficiëntie is te wijten aan kwantummechanische tunneling die de elektronische koppelingen tussen nanodeeltjes drastisch verandert. Dus, het team toonde aan dat het van vitaal belang is om rekening te houden met de afstand tussen nanodeeltjes en grotere kwantummechanische effecten om de mechanismen voor energieoverdracht nauwkeurig te berekenen.