Дослідники створили самозбірних фотогальванічну систему, яка сама себе ремонтує

Растенія досягли успіху в області, яка не давала спокою вченим і інженерам протягом десятиліть: перетворення сонячного світла в зберігається енергію. Рослини роблять це день за днем, рік за роком: дуже надійно і ефективно. Вченим з Массачусетського технологічного інституту навчилися імітувати ключовий аспект цього процесу.

Одна з проблем, що виникає при зборі сонячної енергії, полягає в тому, що сонячні промені надзвичайно руйнівно діють на багато матеріали. Сонячне світло поступово руйнує багато пристроїв, спроектовані для його збору. Але рослини розробили цікаву стратегію, для боротьби з цією проблемою: вони постійно розщеплюють і збирають заново молекули, які збирають сонячне світло. Тому структури, відповідальні за збір сонячної енергії, залишаються завжди абсолютно новими.

Етот процес був с'імітірован професором хімічного машинобудування Майклом Стрено, спільно з групою аспірантів і дослідників. Їм вдалося створити оригінальний набір самозбирається молекул, які можуть перетворювати сонячне світло в електрику. Ці молекули можуть неодноразово розпадатися і збиратися заново за допомогою додавання або видалення певного розчину. Їх стаття про це відкриття була опублікована 5 вересня в журналі Nature Chemistry.

Стрено розповів, що ця ідея прийшла до нього в голову, коли він читав про біологію рослин. "Мене надзвичайно вразило те, що клітини рослин володіють таким надзвичайно ефективним ремонтним механізмом", - сказав він. У розпал літнього сонця, "листок на дереві перебудовує свої білки кожні 45 хвилин, весь цей час залишаючись статичним фотоелементом".

Одной з довгострокових цілей Стрено, є копіювання принципів, за якими діє жива природа, за допомогою нанокомпонентів. У випадку з фотосинтезом, реагентному форма кисню, створювана сонячним світлом, дуже акуратно послаблює зв'язки між білками. Як описав це Стрено, кисень "відщіпає прив'язь, яка утримує білки разом", а потім ці білки швидко перезбирати, щоб відновити процес.

Все це відбувається всередині крихітних капсул під назвою хлоропласти, які знаходяться всередині кожної клітини рослини. Саме в них і відбувається фотосинтез. Хлоропласт, це "вражаюча машина", сказав Стрено. "Це видатні двигуни, які поглинають вуглекислий газ і світло для виробництва глюкози", хімікату, який забезпечує енергією процеси метаболізму.

Орігінал (на англ. Мовою): Physorg

• Грибы как компьютерные чипы: учёные создают «живую память» из шиитаке
• Учёные создали трёхслойное микрофлюидное устройство для сверхэффективного охлаждения электроники
• Обычный кристалл оказался идеальным материалом для технологий на сверхнизких температурах
• Учёные научились превращать снимки атомно-силового микроскопа в точные 3D-модели движений белков
• Учёные создали уникальный гидрогель для «неклонируемых» меток безопасности
• Роботы нового поколения: в Caltech создали систему, которая может ходить, ездить и летать
• Учёные создали 3D-печатные материалы, которые полностью гасят вибрации
• Квантовые кристаллы: как учёные из Оберна открыли путь к новой технологической революции