For nylig, ifølge en pressemeddelelse fra Heriot-Watt University i Edinburgh, Storbritannien, har universitetsholdet fundet ud af, at sollys kan bruges til at drive lasere efter forskning. Sollys, som er en af de mest udbredte vedvarende energikilder på jorden, vil, hvis det kan bruges til laserdrev, blive et vigtigt vendepunkt i den fremtidige udvikling af industrien.
Det fotosyntetiske antennekompleks opsamler energi fra sollys, omdanner det til elektroniske excitationer og samler dem effektivt til en H-dimer placeret i midten. Her absorberes excitationen i den lyse højenergitilstand og slapper derefter hurtigt af til den mørke lavenergitilstand. Denne mekanisme forhindrer re-emission og tillader populationsinversion mellem |L⟩- og |G⟩-tilstandene, hvilket tillader generering af lasere
Konventionelle lasere drives af elektricitet fra batterier eller nettet. Selvom der bruges vedvarende energi, kræver dette yderligere infrastruktur, og der er altid 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 sollysdrevne lasere virker i en undersøgelse offentliggjort i New Journal of Physics, taler om, hvordan sollys er rigeligt, men vanskeligt at indsamle, opbevare og brug, fordi den er tynd og variabel. Naturen har fundet en måde at gøre 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 sollasere, men det, der hidtil er blevet demonstreret, kræver stadig komplekse systemer og høje niveauer af køling. holdet Gauger arbejder med vendt 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, sagde Gauge og tilføjede, at hvis der kunne findes en måde at fjerne reaktionscentret og erstatte det med en enklere struktur, en masse modificeret fotosyntetisk materiale. strukturer kunne bruges til at omdanne sollys til laserstråler under omgivende forhold.
Specifikt ville dette design hverken kræve en ekstern strømkilde eller et stort, komplekst omsluttende objektiv. Det ville være let og bærbart med helt naturlige organiske komponenter. Det ville udgøre den ultimative kilde til grøn energi. Nu hvor holdet har alle disse komponenter til rådighed, mangler det bare at 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 muliggøre kemiske processer. Dette kunne adressere CO2-fodaftrykket af processer såsom gødningsproduktion. Det er meget spændende, at vi kan bruge solenergiressourcer til at opnå en reduktion i CO2-udledningen.
