Naukowcy napędzają urządzenia za pomocą fotosyntezy
Przyroda do perfekcji doprowadziła sztukę wykorzystywania energii słonecznej do pobudzania wzrostu. Międzynarodowy zespół naukowców zbadał, co jest potrzebne do sztucznego odtworzenia tego procesu. Wyniki mogą znaleźć rozmaite zastosowania, od alternatywy dla ropy, poprzez ultragęste pamięci komputerowe, po wysokowydajne ogniwa słoneczne. Sztuczna fotosynteza umożliwiłaby produkowanie paliw ze światła słonecznego - do ładowania materiałów biologicznych i transferu energii. Podczas gdy tradycyjne źródła energii kurczą się, energii słonecznej jest pod dostatkiem. Użycie jej do wytwarzania paliwa zapewniłoby alternatywne źródło energii. Na elektronice molekularnej zasadzał się projekt BIMORE (Bioinspirowana optoelektronika molekularna), w ramach którego wykorzystano komponenty molekularne do napędzania elementów elektronicznych. Cel to zmniejszenie elektroniki do skali pojedynczej molekuły. W tej skali materiały mają całkowicie odmienne właściwości, które należy poznać, zanim będzie je można wykorzystać. Projekt BIMORE pogłębił tę wiedzę. Zespół wyhodował purpurowe bakterie fototroficzne, które następnie badano za pomocą spektroskopii femtosekundowej - co można porównać do zrobienia wielu zdjęć w bardzo szybkim tempie. Dzięki temu naukowcy sprawdzili, w którym momencie energia świetlna przeskakuje z jednej grupy bakterii do drugiej. Mogli także przyjrzeć się, kiedy energia świetlna osiąga "centrum reakcyjne", w którym przekształcana jest na energię biochemiczną. Obserwacja całego procesu pokazała, jak można zarządzać transferem energii, aby zoptymalizować sprawność optoelektroniki - gałęzi technologii łączącej elektryczność ze światłem, która obejmuje ogniwa i czujniki słoneczne. Zespół opracował również antenę do wychwytywania światła w taki sam sposób, jak sygnału radiowego. Antena wykorzystuje dwie złote końcówki w rozstawie nanoskalowym - czyli w odległości około setnej tysięcznej grubości ludzkiego włosa. Końcówki wyłapują światło i skupiają je w niewielkiej przestrzeni, zwiększając jego natężenie. Mimo iż umiejętność ładowania molekuł już otwiera nowe możliwości, to zdolność włączania i wyłączania ich byłaby jeszcze cenniejsza. Mając to na uwadze zespołowi udało się opracować tranzystor emitujący światło (LET), pokryty warstwą molekuł fotochromowych (zmieniających kolor w czasie ekspozycji na konkretny rodzaj światła) o obiecujących parametrach przełączania. Projekt BIMORE otrzymał niemal 2,8 mln EUR dofinansowania, które przeznaczono także na szkolenie sieci 19 młodych naukowców (stypendystów Marie Curie) w dziedzinie bioinspirowanej optoelektroniki molekularnej. W skład sieci BIMORE wchodzi dziewięć instytutów z sześciu krajów UE oraz Izraela i Szwajcarii.Więcej informacji: BIMORE http://www.umbodsmadur.de/bimore/index.html Karta informacji o projekcie BIMORE
Kraje
Szwajcaria, Izrael