Генетически изменённые вирусы могут передавать энергию

Растения поглощают солнечный свет и преобразовывают его в энергию с почти идеальной эффективностью — не пропадает почти ничего. Инженеры всегда стремились к такой эффективности во всём, но едва ли она важна где-либо более, чем в солнечных панелях. Даже лучшие из них могут преобразовывать до 44 процентов поглощаемого света в полезную энергию, и это одна из причин, почему солнечная энергетика не может самостоятельно покрыть потребности современного мира в энергии.

Как растениям удаётся быть настолько эффективными? Они пользуются некоторыми причудами квантовой механики. Когда фотон попадает в светочувствительную хроматосферу растения, она выпускает квантовую энергетическую частицу под названием экситон. В конце концов экситон доходит до той части клетки, где он поглощается. Благодаря квантовой физике, в этом процессе отсутствуют потери энергии.

Изменяя ДНК вирусов, исследователи из Массачусетского технологического института смогли также извлечь пользу из эффекта. Результаты их исследования могут привести к появлению солнечных панелей, передающих энергию с беспрецедентной эффективностью.

Учёные изменили ДНК вирусов так, чтобы они связывались с группами синтетических хромофоров и светились во время этого действия, — в результате исследователи смогли наблюдать за ними с помощью лазерной спектроскопии. Они изучили различные виды вирусов и разные молекулы хромофора в разных концентрациях и смогли установить, что вирусы и хромофоры могут передавать энергию. И хотя учёные до сих пор ещё не нашли идеальной комбинации, они уже смогли заставить экситоны пройти значительно большую дистанцию с удвоенной скоростью по сравнению с экситонами в существующих солнечных панелях.


В настоящий момент вирусы ещё не могут сами производить электричество, как это делают растения; они могут лишь передавать его, как указано в опубликованной учёными научной работе. Но исследователи пишут, что более эффективный способ передачи энергии может быть использован во многих сферах. С его помощью можно будет создать катализаторы для запускаемых светом химических реакций или создать более эффективную электронику, включая солнечные панели.