Olimpiados.lt
Biologija

Žalia elektra, tikrąja ta žodžio prasme

Saulė šiuo metu yra didžiausias mum prieinamas energijos šaltinis. Todėl nenuostabu, kad šiais laikais, kuomet energijos poreikis didėja, o gamtinių išteklių kiekis mąžta, vienas pagrindinių žmonijos siekių: rasti būdų efektyviau išnaudoti šią energiją bei sukurti kiek galima "žalesnį" ir aplinką labiau tausojantį jos gamybos būdą.

Visai kaip ir augalai, žmogaus sukurtos saulės baterijos saulės energiją verčia kita energijos forma. Nors su saulės baterijomis dirbta daug, jų kvantinis efektyvumas (dydis, nurodantis kiek elektronų bus pagaminta pagavus tam tikrą kiekį fotonų) vidutiniškai tesiekia 12-17 procentų. Lyginant su augalais, tai yra santykinai nedaug, nes jų kvantinis efektyvumas siekia beveik 100 procentų. Todėl nenuostabu, kad mokslininkai nusprendė sukurti efektyvią sistemą, kurioje mėginama sujungti saulės baterijų technologiją su natūrialia augalų adaptacija - fotosintezės procesu.

Fotosintezės pagrindas – saulės energijos ir šviesos pagalba suskaidomos vandens molekulės bei išlaisvinami elektronai. Šie elektronai toliau naudojami specializuotose sistemose sintetinant angliavandenius. Džiordžijos universiteto mokslininkai rado būdą pertraukti šį procesą ir išgauti šiuos elektronus, taip pagaminant pirmąją (tiesiogine ta žodžio prasme) „žalią“ energiją.

Ši technologija remiasi specialių struktūrų atsakingų už fotosintezę – tilakoidų pašalinimu iš augalo ląstelės chloroplasto ir manipuliavimo jo baltmais. Taip sutrikdomas elektronų srautas fotosintezės sistemoje. Tuomet toks apdorotas tilakoidas talpinamas į specialų anglies nanovamzdelių rėmą.

Nanovamzdeliai – tai mažos cilindrinės struktūros, 50000 kartų plonesnės už žmogaus plauką. Šie nanovamzdeliai veikia kaip laidininkai – jie pagauna elektronus iš tilakoido išlaisvintus fotosintezės proceso metu ir siunčia juos laidu. Vykdant mažo masto bandymus buvo užfiksuoti srovių stipriai beveik du kartus didesni negu kitose panašiose sistemose. 

Nors  ši technologija nauja ir praktinis jos pritaikymas tikrai nebus įmanomas artimu metu, tai ne tik sukuria alternatyvą brangiom saulės baterijom, tačiau taip pat parodo, kokią plačią perspektyvą turi suvienyti mokslo pasiekimai ir per tūkstančiu evoliucijos metų ištobulinti gyvybės mechanizmai. 

Paruošta pagal.