Loading

Пурпурные бактерии помогут использовать солнечную энергию

Создано 22.07.2010 10:11
Автор: Ирина Стегний

Пурпурная бактерия поможет создать эффективные солнечные батареиПурпурные бактерии являются одной из первых форм жизни на Земле. Это одноклеточные микроорганизмы, которые, несмотря на свой малый размер, играют огромную роль в поддержании жизни на нашей планете. Крошечные организмы живут в соленой или пресной воде: особенно много их можно найти на дне озер, рек и прудов, а также на коралловых рифах. Они используют солнечный свет как источник энергии.

Ученые определили, что основные морфологические типы пурпурных бактерий имеют форму, идеально подходящую для сбора солнечной энергии. Это наблюдение решил использовать в практических целях физик из университета Маями Нил Джонсон. Он убежден, что его новая разработка – сотовая панель, заселенная колониями пурпурных бактерий, - может быть адаптирована для использования в качестве солнечных батарей и других устройств преобразования солнечного света в энергию. По его мнению, такой симбиоз бактерий и людей поможет более эффективно извлекать и использовать энергию Солнца.

«Эти бактерии живут на Земле в течение миллиардов лет. И многие ученые самонадеянно считают, что поняли и изучили природу этих простейших микроорганизмов. Тем не менее, совсем недавно была открыта новая уникальная способность пурпурных бактерий накапливать и рассевать солнечный свет, в зависимости от его интенсивности», - говорит Джонсон.

На данный момент он разрабатывает установку для использования пурпурных бактерий, которая бы захватывала свет и преобразовывала его химическим путем в энергию. Сейчас механизм работы разработки Джонсона выглядит следующим образом. Солнечная энергия поступает в соту на установке (так называемая «капля»), где расположена фотосинтетическая мембрана. Внутри этой мембраны световая энергия преобразуется в химическую энергию, которую уже можно извлечь и использовать в своих нуждах.

Согласно результатам исследования, пурпурные бактерии приспосабливаются к различной интенсивности света, изменяя расположение своего светособирающего механизма. Но, как ни странно, при увеличении интенсивности света, они как-бы «отворачиваются» от него. Ведь очень интенсивное излучение может повредить и даже убить эти бактерии. Джонсон надеется, что ему удасться создать конструкцию, которая позволит уравновесить поступление максимального числа фотонов в светособирающий механизм и необходимость защитить клетки от избытка энергии.

На данный момент уже просчитана так называемая «критическая интенсивность света», ниже которой клетка «тянется» к свету и увеличивает колличество светозахватывающих механизмов. Это точка максимальной эффективности для клетки, так как она стремится захватить и преобразовать максимальное колличество света и при этом затратить на процесс наименьшее количество энергии.

Интересно, что пурпурные бактерии растут и размножаются, как бы сами «ремонтируя» новую установку. Ученые убеждены, что они создали био-техническое устройство, работающее с помощью фотосинтезирующих бактерий, чье природное поведение стало частью обычной электрической цепи. Это открытие может служить ориентиром при разработке солнечных батарей которые могут самостоятельно адаптироваться к различной интенсивности света.

В настоящее время другая группа исследователей ищет способ создать искусственную установку, которая работала бы даже лучше, чем тот механизм, который их коллеги из университета Майами открыли у пурпурных бактерий. Но перехитрить природу на поверку оказывается сложной задачей.

Перевод статьи из журнала ScienceDaily.

Комментарии: