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: