Его создали недавно вовсе не ювелиры, а американские исследователи. А понадобилось оно ученым для иллюстрации процесса фотосинтеза, который они решили воспроизвести без помощи зеленых растений.
Растения и некоторые другие организмы на планете Земля используют процесс фотосинтеза на протяжении как минимум 3,5 млрд. лет. И за это время природа разработала весьма остроумные реакции и комбинации белка со светопоглощающим красителем, которые помогают более-менее эффективно преобразовывать солнечный свет в энергию. Поэтому, чтобы не изобретать велосипед заново, Кейн Дженнингс и Питер Сишельски из Вандербильдского университета в Нэшвиле решили использовать патенты природы для создания своего собственного фотосинтезирующего устройства.
В этой работе они использовали также результаты исследований своего коллеги Элиаса Гринбаума, который в конце 90-х годов XX века смог извлечь из листьев шпината протеиновый комплекс, известный как PS1, и перенести его на золотую подложку, сохранив все его свойства.
«С тех пор, как процесс извлечения PS1 из растений был усовершенствован, мы задумались об использовании этих светопоглощающих белков для создания искусственных листьев», — вспоминает Дженнингс.
Устройство Дженнингса и Сишельски использует выпускаемые промышленностью тонкие листы из сплава серебра и золота. Их обрабатывают концентрированной азотной кислотой, чтобы серебро растворилось. При этом в оставшейся золотой подложке образуются крошечные поры-углубления наноскопических размеров в тех местах, где раньше размещались молекулы серебра.
В результате появляется хорошо обработанная поверхность, позволяющая разместить на ней большое количество PS1-комплексов. А сама золотая подложка в результате химической обработки истончается настолько, что становится прозрачной.
Когда искусственный лист подвергается воздействию света, PS1 генерируют поток электронов, и золотые «листья» вырабатывают ток величиной 8 наноампер на каждый квадратный миллиметр площади.
Конечно, это немного, но ученые уже работают над усовершенствованной моделью. «В данный момент мы занимаемся исследованием PS1-пленок толщиной до 1 мм, которые смогут вырабатывать до 0,02 мкА/мм2 и питать обычный калькулятор», — говорит Дженнингс.
Тем не менее, и эти устройства не смогут соревноваться в эффективности с лучшими солнечными батареями на основе кремния. А к тому же прямые солнечные лучи могут разрушить PS1-белки.
А пока, как отметил Гринбаум, полученные его коллегами результаты представляют большую ценность прежде всего «в изучении биологических процессов преобразования солнечной энергии».
(По материалам интернет-сайта 3dnews.ru )