Растения — очень эффективные
преобразователи света в энергию — в определённом смысле установили
планку для исследователей, создающих фотоэлементы. Учёные постоянно
пытаются сымитировать трюки, на разработку которых у природы ушли
миллионы лет. Очередной шаг в этом направлении сделала группа
сотрудников Массачусетского технологического института (США), которая
получила синтетический самоорганизующийся хлоропласт, способный
восстанавливаться после повреждений.
Хотя листья кажутся неизменными, как и фотоэлектрические элементы на
панелях солнечных батарей, это не так. Солнце в действительности
оказывает весьма разрушительное воздействие, для борьбы с которым
листьям иногда приходится обновлять свой белковый состав каждые
45 минут. Механизм быстрого ремонта позволяет растениям в полной мере
пользоваться щедростью солнечной энергии, не теряя эффективности с
течением времени.
Для воссоздания этой уникальной способности в МТИ разработали
комплект самособирающихся молекул. Система содержит семь различных
соединений: углеродные нанотрубки, которые обеспечивают структуру и
средства для вывода электричества из ячеек; синтетические фосфолипиды,
которые формируют диски для поддержания структуры, и другие молекулы,
самостоятельно собирающиеся в «центрах реакции», где происходит
взаимодействие с фотонами, выбивающими электроны, — в результате чего и
генерируется электричество.
Рис. 1. Тестовая ячейка (фото Patrick Gillooly / MIT).
При определенных условиях соединения собираются в однородную
структуру, пригодную для сбора солнечной энергии. Но в присутствии
поверхностно-активного вещества (тот же метод применяется для
рассеивания нефти на поверхности воды в случае разлива) структура
распадается и превращается в раствор. Пройдя через мембрану и
избавившись от ПАВ, элементы вновь собираются на работу, и вся система
остаётся неповреждённой.
Эффективность революционных ячеек составляет 40%.
По материалам:
