Nedávno, podle tiskové zprávy z Heriot-Watt University v Edinburghu ve Velké Británii, tým z univerzity objevil, že sluneční světlo lze využít k pohonu laserů. Sluneční světlo, které je jednou z nejrozšířenějších obnovitelných energií na Zemi, jakou lze využít pro laserový pohon, se stane budoucností průmyslového rozvoje důležitého bodu obratu.
Fotosyntetický anténní komplex sbírá energii ze slunečního světla, přeměňuje ji na elektronické excitace a efektivně je konverguje do H-dimeru umístěného ve středu. Zde je excitace absorbována do jasného, vysokoenergetického stavu a poté rychle uvolňuje do tmavého nízkoenergetického stavu. Tento mechanismus zabraňuje opětovné emisi a umožňuje inverzi populace mezi stavy |L⟩ a |G⟩, čímž umožňuje generování laserů
Běžné lasery jsou napájeny elektřinou z baterií nebo ze sítě. I když se používá obnovitelná elektřina, vyžaduje to další infrastrukturu a v procesu vždy dochází ke ztrátě energie. Využití slunečního světla k napájení laserů k zahájení chemických procesů místo fosilních paliv má do budoucna velký prostor, říká výzkumný tým.
Dr. Erik Gauger z Heriot-Wattova institutu pro fotoniku a kvantovou vědu, který již dříve nastínil, jak fungují lasery poháněné slunečním zářením ve studii publikované v New Journal of Physics, hovořil o tom, že sluneční světlo je bohaté, ale je obtížné jej shromažďovat, uchovávat a využít, protože je tenký a variabilní. Příroda našla způsob, jak toho dosáhnout prostřednictvím fotosyntézy, při které rostliny přeměňují sluneční světlo, vodu a uhlík na potravu a energii.
Tým navrhl bionický plán pro nový laserový systém, který přeměňuje přirozené sluneční světlo na koherentní laserový paprsek. Jiní vědci začali pracovat na solárních laserech, ale to, co bylo dosud prokázáno, stále vyžaduje složité systémy a vysokou úroveň chlazení. Výzkumný tým Gauger pracoval s přeměněnými na purpurové bakterie, fotosyntetický organismus nalezený v rybnících a jezerech. poskytnout inspiraci pro jejich nový systém.
Fialové bakterie mají chapadla podobná prstenci s reakčním centrem uprostřed, které přeměňuje sluneční světlo na chemickou energii. pokud by se našel způsob, jak odstranit reakční centrum a nahradit ho jednodušší strukturou, říká Gauge, mohla by být použita řada upravených fotosyntetických struktur k přeměně slunečního světla na laserové paprsky za okolních podmínek.
Konkrétně by tento design nevyžadoval ani externí zdroj energie, ani velký, složitý prostorový objektiv. Bylo by to lehké a přenosné se zcela přírodními a organickými komponenty. Představovalo by to konečný zdroj zelené energie. Nyní, když má tým všechny tyto komponenty k dispozici, stačí najít nejlepší způsob, jak si pohrát s molekulárním „Legem“ a sestavit strukturu.
Konečným výsledkem by mohl být nízkoenergetický solární laser, který by mohl být stále použit pro řadu aplikací, řekl Gauger. Solární lasery by mohly být použity k výrobě zelené energie nebo k realizaci chemických procesů. To by mohlo řešit uhlíkovou stopu procesů, jako je výroba hnojiv. Je velmi vzrušující, že můžeme využívat zdroje solární energie k dosažení snížení emisí uhlíku.
