محققان بر موانع موجود در مواد جمع آوری انرژی خورشیدی با الهام از بیولوژیک غلبه می کنند – ScienceDaily


با الهام از طبیعت ، محققان کالج سیتی نیویورک (CCNY) می توانند یک استراتژی ترکیبی را برای تثبیت مواد جمع آوری انرژی خورشیدی با الهام از زیست شناسی به نمایش بگذارند. یافته های آنها ، منتشر شده در آخرین شماره از شیمی طبیعت، می تواند پیشرفت چشمگیری در عملکرد گره های مولکولی برای فناوری های تبدیل انرژی خورشیدی در آینده باشد.

تقریباً در تمام نقاط جهان ، با وجود گرمای شدید یا دمای سرد ، موجودات فتوسنتزی را پیدا می کنید که بدنبال جذب انرژی خورشید هستند. افشای اسرار طبیعت در مورد چگونگی جمع آوری نور به گونه ای کارآمد و پایدار می تواند چشم انداز فناوری های پایدار انرژی خورشیدی را تغییر دهد ، به ویژه با افزایش دمای کره زمین.

در فتوسنتز ، اولین مرحله (به عنوان مثال ، جمع آوری نور) شامل تعامل بین نور و آنتن جمع آوری نور است که از مواد شکننده ای تشکیل شده است که به عنوان گره های فوق مولکولی شناخته می شوند. از گیاهان سبز برگ و تا باکتری های ریز ، طبیعت یک سیستم دو جزئی را طراحی کرده است: گره های فوق مولکولی در اسکلت های پروتئینی یا چربی جاسازی شده اند. هنوز مشخص نیست که این داربست چه نقشی را ایفا می کند ، اما تحقیقات اخیر نشان می دهد که طبیعت ممکن است این محیط های پیچیده پروتئین را ایجاد کند تا گروه های فوق مولکولی شکننده آنها را تثبیت کند.

دکتر کارا نگ گفت: “اگرچه ما نمی توانیم پیچیدگی داربستهای پروتئینی موجود در ارگانیسمهای فتوسنتز را تولید کنیم ، اما ما توانسته ایم مفهوم اساسی داربست را برای تثبیت آنتن جمع آوری نور مصنوعی خود سازگار کنیم.” نویسندگان مشترک وی Dorthe M. Eisele و Ilona Kretzschmar ، هر دو استاد CCNY و Seogjoo Jang ، استاد کالج Queens هستند.

تاکنون ، ترجمه اصول طراحی طبیعت به کاربردهای فتوولتائیک در مقیاس بزرگ ناموفق بوده است.

آیزل گفت: “این شکست ممکن است در الگوی طراحی معماری های فعلی سلول خورشیدی باشد.” با این حال ، او و تیم تحقیقاتی او “هدف بهبود طرح های موجود سلول خورشیدی نیستند. اما ما می خواهیم از شاهکارهای طبیعت بیاموزیم تا از معماری های کاملاً جدیدی برای جمع آوری انرژی خورشیدی الهام بگیریم.” .

محققان با الهام از طبیعت نشان داده اند که چگونه مولکول های کوچک و پیوند متقابل می توانند بر موانع عملکرد گروه های فوق مولکولی غلبه کنند. آنها دریافتند که مولکول های سیلان می تواند خودآرایی به شکل یک مسدود شده است، ثبات داربست در اطراف یک ابرمولکولی آنتن نور جمع آوری مصنوعی.

نگ گفت: “ما نشان داده ایم كه این مواد ذاتی ناپایدار می توانند در یك دستگاه زنده بمانند ، حتی از طریق چندین چرخه گرمایش و خنك سازی.” کار آنها شواهدی را برای این ایده فراهم می کند که یک طرح داربست سلول مانند ، گره های ابر مولکولی را در برابر عوامل استرس زای محیط ، مانند نوسانات شدید دما ، تثبیت می کند ، بدون اینکه خواص جمع آوری نور مطلوب آنها به خطر بیفتد.

این مطالعه توسط بنیاد علمی مارتین و میشل کوهن CCNY ، برنامه فتوشیمی خورشیدی وزارت انرژی ایالات متحده ، دفتر علوم پایه انرژی و بنیاد ملی علوم (NSF CREST IDEALS و NSF-CAREER) پشتیبانی شد.

تاریخچه تاریخ:

مواد تهیه شده توسط کالج سیتی در نیویورک. توجه: مطالب را می توان از نظر سبک و طول ویرایش کرد.


منبع: khabar-erfan.ir

دیدگاهتان را بنویسید

Comment
Name*
Mail*
Website*