Nedávno, podľa tlačovej správy z Heriot-Watt University v Edinburghu vo Veľkej Británii, univerzitný tím zistil, že slnečné svetlo môže byť po výskume použité na pohon laserov. Slnečné svetlo ako jeden z najrozšírenejších obnoviteľných zdrojov energie na Zemi, ak sa dá využiť na laserový pohon, sa stane dôležitým bodom obratu v budúcom rozvoji priemyslu.
Fotosyntetický anténny komplex zbiera energiu zo slnečného žiarenia, premieňa ju na elektronické budenie a efektívne ich spája do H-diméru umiestneného v strede. Tu sa excitácia absorbuje do jasného stavu s vysokou energiou a potom sa rýchlo uvoľní do tmavého stavu s nízkou energiou. Tento mechanizmus zabraňuje opätovnému vyžarovaniu a umožňuje inverziu populácie medzi stavmi |L⟩ a |G⟩, čím umožňuje generovanie laserov
Bežné lasery sú napájané elektrinou z batérií alebo zo siete. Aj keď sa používa obnoviteľná energia, vyžaduje si to dodatočnú infraštruktúru a v procese vždy dochádza k strate energie. Využitie slnečného svetla na poháňanie laserov na spustenie chemických procesov namiesto fosílnych palív má veľký priestor do budúcnosti, hovorí výskumný tím.
Dr Erik Gauger z Heriot-Wattovho inštitútu pre fotoniku a kvantovú vedu, ktorý už predtým načrtol, ako fungujú lasery poháňané slnečným žiarením v štúdii publikovanej v New Journal of Physics, hovorí o tom, že slnečné svetlo je bohaté, no ťažko sa zbiera, skladuje a použitie, pretože je tenký a variabilný. Príroda našla spôsob, ako to dosiahnuť prostredníctvom fotosyntézy, pri ktorej rastliny premieňajú slnečné svetlo, vodu a uhlík na potravu a energiu.
Tím navrhol bionický plán pre nový laserový systém, ktorý vylepšuje prirodzené slnečné svetlo na koherentný laserový lúč. Iní vedci začali pracovať na solárnych laseroch, ale to, čo sa doteraz preukázalo, si stále vyžaduje zložité systémy a vysokú úroveň chladenia. tím Gauger pracuje s premenenými na purpurové baktérie, fotosyntetický organizmus nachádzajúci sa v rybníkoch a jazerách, aby poskytol inšpiráciu pre ich nový systém.
Fialové baktérie majú prstencovité chápadlá s reakčným centrom v strede, ktoré premieňa slnečné svetlo na chemickú energiu, povedal Gauge a dodal, že ak by sa našiel spôsob, ako odstrániť reakčné centrum a nahradiť ho jednoduchšou štruktúrou, množstvo modifikovaných fotosyntetických štruktúry by sa mohli použiť na premenu slnečného svetla na laserové lúče za okolitých podmienok.
Konkrétne by tento dizajn nevyžadoval ani externý zdroj energie, ani veľkú, komplexnú šošovku. Bolo by ľahké a prenosné s úplne prírodnými organickými komponentmi. Predstavovalo by to konečný zdroj zelenej energie. Teraz, keď má tím k dispozícii všetky tieto komponenty, musí len nájsť najlepší spôsob, ako sa pohrať s molekulárnym „Lego“ a zostaviť štruktúru.
Konečným výsledkom by mohol byť nízkoenergetický solárny laser, ktorý by sa stále dal použiť na celý rad aplikácií, povedal Gauger. Solárne lasery by sa mohli použiť na výrobu zelenej energie alebo na umožnenie chemických procesov. To by mohlo riešiť uhlíkovú stopu procesov, ako je výroba hnojív. Je veľmi vzrušujúce, že môžeme využívať zdroje solárnej energie na dosiahnutie zníženia emisií uhlíka.
