پژوهشگران موفق شدند با استفاده از نانولوله‌های کربنی و DNA ، پیل‌های خورشیدی جدیدی بسازند که همانند سیستم‌های فتوسنتز طبیعی، قابلیت خودترمیمی داشته باشند. این راهبرد می‌تواند منجر به کاهش هزینه‌ها و افزایش طول عمر پیل‌های خورشیدی شود.
ساخت پیل‌های خورشیدی با قابلیت خودترمیمی
پژوهشگران موفق شدند با استفاده از نانولوله‌های کربنی DNA ، پیل‌های خورشیدی جدیدی بسازند که همانند سیستم‌های فتوسنتز طبیعی، قابلیت خودترمیمی داشته باشند. این راهبرد می‌تواند منجر به کاهش هزینه‌ها و افزایش طول عمر پیل‌های خورشیدی شود.
جانگ هین چوی، استادیار دانشگاه پوردو، می‌گوید که ما فتوسیستم مصنوعی جدیدی را ایجاد کردیم که می‌تواند با کمک نانومواد نوری، انرژی خورشید را گرفته و به الکتریسیته تبدیل کند. در این سیستم از خواص الکتریکی موادی موسوم به نانولوله‌های کربنی استفاده شد، این مواد به‌عنوان سیم‌های مولکولی، نورِ گیر‌افتاده در سلول‌ها را جمع‌آوری می‌کنند. ما گمان می‌کنیم که این روش قابل صنعتی شدن باشد؛ اما همینک در مرحله‌ی تحقیقات پایه هستیم.
سلول‌های فتوالکتروشیمیایی، نور خورشیدی را به الکتریسیته تبدیل می‌کنند و برای انتقال الکترون و ایجاد جریان از الکترولیت استفاده می‌کنند. الکترولیت یک محلول هادی جریان الکتریکی است.
به اعتقاد جانگ هین چوی، مهم‌ترین عیب سلول‌های فتوالکتروشیمیایی، زوال آنهاست. این فناوری جدید می‌تواند بر این مشکل، همانند آنچه در طبیعت اتفاق می‌افتد، فائق آید: برای این کار، رنگ‌های جدید و سالم جایگزین رنگ‌های آسیب‌دیده‌ی نوری در سلول می‌شوند. چنین جایگزینی هر ساعت در گیاهان اتفاق می‌افتد.
سیستم جدید ارائه‌شده، این امکان را فراهم می‌آورد که سلول‌های فتوالکتروشیمیایی به‌طور مستمر با ظرفیت کامل کار کرده و در هر لحظه همانند یک کروموفر تازه باشند. نتایج این تحقیق در نمایشگاه و کنگره بین‌المللی مهندسی مکانیک در ماه نوامبر در ونکوور کانادا ارائه شد.
نانولوله‌های کربنی به‌عنوان بستری برای قرار گرفتن رشته‌های DNA عمل می‌کنند. رشته‌های DNA به شکلی مهندسی شده‌اند که اسیدهای نوکلئیک آن قادرند کروموفورها را شناسایی کرده، به آنها بچسبند. DNAها مولکول‌های رنگی را شناسایی کرده و به‌صورت خود به خودی خودآرایی می‌دهند.
زمانی که کروموفورها آماده‌ی جایگزینی شدند، آنها می‌توانند با افزودن رشته‌های DNA جدید که توالی نوکلئوتید متفاوتی دارند، با فرایند شیمیایی از سیستم زدوده شوند و سپس می‌توان کروموفورها را به سیستم اضافه کرد.
دو عنصر حیاتی در این فناوری تقلید از طبیعت وجود دارد: تشخیص مولکولی و شبه پایداری ترمودینامیکی، به بیان دیگر، توانایی سیستم برای انحلال مستمر و تجمع دوباره.
این پروژه در ادامه‌ی تحقیقاتی انجام شده که جانگ هین چوی پیش از این با همکاری دانشگاه ایلینویز آغاز کرده بود. در آن کار، پژوهشگران روی کروموفورهای زیستی استخراج‌شده از باکتری تحقیق کردند. مشکل این تحقیق آن بود که استخراج کروموفور از باکتری‌ها کاری زمان‌بر و پرهزینه‌ای بوده‌است، اما در این روش جدید از کروموفورهای سنتزشده از پورفیرین استفاده شد.
