بررسی چگونگی تبدیل نور به انرژی در باکتری سولفور سبز

شرکت‌های تجاری فعال در حوزه پیل‌های خورشیدی اگر بتوانند بیست درصد از نور
خورشید را تبدیل به الکتریسیته کنند به موفقیت بزرگی نائل شده‌اند. افزایش
یک درصدی این بازده هم پیشرفتی محسوب می‌شود. اما طبیعت میلیون‌ها سال است
که با فتوسنتز این فرآیند را انجام می‌دهد. میکروسیستم‌هایی به‌نام
باکتری‌های سولفور سبز که در اعماق اقیانوس‌ها، جایی که نور خورشید به سختی
به آنجا می رسد، زندگی می‌کنند قادرند نود و هشت درصد نور رسیده را به
انرژی تبدیل کنند.

در این سیستم مصنوعی از خودآرایی نوعی مولکول رنگی استفاده شده که تشکیل
نانولوله‌های کربنی دو جداره یکنواختی می‌دهد. این لوله‌ها که ده نانومتر
قطر دارند مشابه گیرنده‌هایی هستند که در باکتری سولفور استفاده می‌شود.
ایسل از محققان این پروژه می‌گوید این که چگونه می‌توان نور را با بازده
بالا تبدیل به انرژی کرد یکی از بزرگترین رازهای طبیعت است. این آزمایش
برای این منظور طراحی شده است که بتوان موادی بهینه برای تبدیل انرژی
خورشیدی پیدا کرد. این سیستم بسیار زیبا است.

برخلاف سیستم‌های رایج خودآرایی که در آنها اجزاء مختلف کمی با هم فرق
دارند، این نانولوله‌های دو جداره از رنگ‌های سیانین تشکیل شده است که
به‌صورت یکنواخت هم اندازه و هم شکل هستند. از آنجایی که همه نانولوله‌ها
یکسان هستند بنابراین می‌توان خواص این مواد را به‌صورت توده‌ای مورد بررسی
قرار داد و دیگر نیاز به بررسی انفرادی آنها نیست.

یکی از سوالاتی که محققان به دنبالش بودند این است که آیا دو نانولوله
دوجداره با هم سیستمی را برای جذب نور ایجاد می‌کنند یا هر یک به‌طور مستقل
این کار را انجام می‌دهند. برای پاسخ به این سوال، محققان با استفاده از
اکسیداسیون سطحی، یکی از این دو نانولوله را غیرفعال کردند. نتایج نشان داد
که ساختار لوله‌ای دست نخورده باقی می‌ماند اما پاسخ‌های نوری نانولوله از
بین می‌رود.

بررسی این ساختارهای مصنوعی به محققان این امکان را می‌دهد که ادوات جذب
نوری کاراتر تولید کنند. طبیعت در طول میلیون‌ها سال تکامل نحوه این کار را
به‌صورت بهینه آموخته است، درک این مهارت می‌تواند منجر به تولید ادوات
کاراتر گردد.