For nylig, ifølge en pressemeddelelse fra Heriot-Watt University i Edinburgh, Storbritannien, har et hold fra universitetet opdaget, at sollys kan bruges til at drive lasere. Sollys, som er en af de mest udbredte vedvarende energier på jorden, som f.eks. kan bruges til laserdrev, vil blive fremtiden for industriens udvikling af et vigtigt vendepunkt.
Det fotosyntetiske antennekompleks høster energi fra sollys, konverterer det til elektroniske excitationer og konvergerer dem effektivt til en H-dimer placeret i midten. Her absorberes excitationen i en lys, højenergitilstand og slapper derefter hurtigt af til en mørk, lavenergitilstand. Denne mekanisme forhindrer re-emission og tillader populationsinversion mellem |L⟩- og |G⟩-tilstandene, hvilket giver mulighed for generering af lasere
Konventionelle lasere drives af elektricitet fra batterier eller nettet. Selvom der bruges vedvarende elektricitet, kræver dette yderligere infrastruktur, og der er altid et energitab i processen. At bruge sollys til at drive lasere til at starte kemiske processer i stedet for fossile brændstoffer har mange muligheder for fremtiden, siger forskerholdet.
Dr. Erik Gauger fra Heriot-Watt Institute for Photonics and Quantum Science, som tidligere har skitseret, hvordan sollys-drevne lasere virker i en undersøgelse offentliggjort i New Journal of Physics, talte om, hvordan sollys er rigeligt, men vanskeligt at indsamle, opbevare og bruge, fordi det er tyndt og variabelt. Naturen har fundet en måde at opnå dette på gennem fotosyntese, hvor planter omdanner sollys, vand og kulstof til mad og energi.
Holdet har designet en bionisk plan for et nyt lasersystem, der opgraderer naturligt sollys til en sammenhængende laserstråle. Andre forskere er begyndt at arbejde på solcelledrevne lasere, men det, der hidtil er blevet demonstreret, kræver stadig komplekse systemer og høje niveauer af nedkøling. Forskerholdet Gauger arbejdede med vendte sig til lilla bakterier, en fotosyntetisk organisme fundet i damme og søer, for at give inspiration til deres nye system.
Lilla bakterier har ringlignende tentakler med et reaktionscenter i midten, der omdanner sollys til kemisk energi. hvis der kunne findes en måde at fjerne reaktionscentret og erstatte det med en enklere struktur, siger Gauge, kunne en masse modificerede fotosyntetiske strukturer bruges til at omdanne sollys til laserstråler under omgivende forhold.
Specifikt ville dette design hverken kræve en ekstern strømkilde eller et stort, komplekst surroundobjektiv. Det ville være let og bærbart med helt naturlige og organiske komponenter. Det ville udgøre den ultimative kilde til grøn energi. Nu hvor holdet har alle disse komponenter til rådighed, skal de bare finde den bedste måde at lege med det molekylære "Lego" og samle strukturen.
Slutresultatet kunne være en lavenergi-sollaser, der stadig kan bruges til en række applikationer, sagde Gauger. Sollasere kunne bruges til at generere grøn energi eller til at realisere kemiske processer. Dette kunne adressere CO2-fodaftrykket fra processer såsom gødningsproduktion. Det er meget spændende, at vi kan udnytte solenergiressourcerne til at opnå en reduktion i CO2-udledningen.
