سل‌های فتوولتائیک خود ترمیم‌شونده

محققان مؤسسه‌ی فناوری ماساچوست، موفق به تولید اولین پیل‌فتوولتائیک سنتزی با قابلیت خود ترمیم‌شوندگی شدند.

محققان مؤسسه‌ی فناوری ماساچوست، موفق به
تولید اولین پیل‌فتوولتائیک سنتزی با قابلیت خود ترمیم‌شوندگی شدند. این سل‌ها
از پروتئین‌های جذب‌کننده‌ی نور، نانولوله‌ها و چربی ساخته شده‌اند و
قابلیت ترمیم خود را از گیاهانی الهام گرفته‌اند که در طبیعت انرژی خورشید
را گرفته و در طول فتوسنتز آن را تبدیل به انرژی می‌کنند. این دستگاه قادر
است تا ۴۰ درصد از نور خورشیدی را به انرژی تبدیل کند که این رقم ۲ برابر
پیل‌های فتوولتائیک موجود در بازار است.

در طول فرایند فتوسنتز، گیاهان تابش خورشید را جذب و آن را به انرژی تبدیل
می‌کنند. دانشمندان سعی داشته‌اند تا با تقلید از این فرایند، آن را با
مواد سنتزی انجام دهند؛ اما این کار با دشواری‌هایی همراه است زیرا نور
خورشید به‌تدریج روی اجزای پیل تأثیر گذاشته، به آنها آسیب می‌زند. مواد
طبیعی که فتوسنتز می‌کنند برای حل این مشکل راه حلی دارند؛ آنها با استفاده
از یک سیستم خود ترمیم‌شونده مواد پروتئینی آسیب‌دیده را تجزیه کرده، آنها
را از نو می‌‌سازند. با این کار سیستم می‌تواند بدون وقفه کار کرده و
مولکول‌های مورد استفاده در سیستم به‌صورت دائمی تجدید ‌شوند. در واقع این
سیستم همیشه همانند یک سیستم نو کار می‌کند.
 

مایکل استرانو و همکارانش از مؤسسه‌ی MIT
برای اولین بار موفق به تقلید این فرایند شده و کمپلکس خودآرای جدیدی را
ساخته‌اند که نور را به الکتریسیته تبدیل می‌کند. این مولکول می‌تواند به‌صورت
متناوب شکسته و پس از افزودن مقداری سورفاکتانت دوباره ساخته شود. محققان
دریافته‌اند که با افزودن و حذف سورفاکتانت، فرایند شکسته و ساخته شدن به‌صورت
چرخشی انجام می‌شود؛ البته باید در نظر داشت که تنها در حالت اسمبل‌شده‌ی
مولکول، فرایند فتوسنتز انجام می‌گردد.

این کمپلکس از یک پروتئین جذب‌کننده‌ی نور، نانولوله‌های تک‌جداره و چربی
دیسکی‌شکل ساخته شده‌است. پروتئین این کمپلکس از باکتری سبزی به نام
Rhodobacter sphaeroides به دست آمده‌است و دارای یک مرکز واکنش نوری است
که درون یک چربی‌ قرار دارد. این مرکز با قرار گرفتن در معرض نور، می‌تواند
آن را به یک جفت الکترون- حفره تبدیل کند. نانولوله به‌عنوان سیم عمل کرده،
موجب حرکت الکترون‌ها می‌گردد، همچنین نانولوله‌ها موجب قرار گرفتن چربی‌ها
در ردیف منظمی می‌شوند که این مسئله باعث یکنواخت شدن تابش پرتو خورشید بر
مراکز واکنش می‌شود.