Группа ученых из четырех университетов и научных центров США разработала технологию создания наноячеек, которые могут стать основой долговечных солнечных батарей, обладающих способностью к самосборке и саморемонту.
Число циклов сборки/разборки новых фотоэлектрических ячеек фактически бесконечно, утверждают авторы технологии.
Идее применения биологических молекул в фотоэлектрических панелях уже много лет, однако здесь сделан радикальный шаг вперед - устранен один из основных недостатков таких ячеек - быстрая деградации под действием света и кислорода, сообщает МЕМБРАНА.ру со ссылкой на британскую телерадиокорпорацию BBC.
Растения решают проблему долговечности "батареек" просто - постоянно разрушают комплексы белков, захватывающих фотоны, и тут же строят их заново. Нечто похожее удалось воспроизвести и в новой ячейке. Ученые взяли реакционные центры, добавили фосфолипиды (компоненты клеточных мембран), углеродные нанотрубки и поверхностно активные вещества (ПАВ), после чего просто перемешали все это.
"Это похоже на головоломку, которую вы бросаете в воздух, а она падает уже в собранном виде", – говорит руководитель группы Майкл Страно. - До сих пор самосборку солнечных батареек мы видели лишь в масштабе миллиметровых деталей".
К удивлению экспериментаторов, как только они начали удалять ПАВ из смеси, остальные молекулы принялись самостоятельно собираться в фотоэлектрические панельки нанометрового поперечника, причем при подключении контактов они оказались способны "делегировать" небольшое количество электронов в сеть.
Процесс шел полностью самостоятельно. Фосфолипиды формировали крошечные диски, с одной стороны которых прицеплялись нанотрубки, а с другой фоточувствительные белки (напоминает самосборку сложных наночастиц, только в том опыте действовали магнитные силы, а здесь - межмолекулярные).
Для "лечения" такой батареи достаточно вновь добавить ПАВ и немного белков на замену, а затем откачать ПАВ. Наночастицы распадутся и снова соберутся, отремонтировав любой дефект. КПД ячеек пока скромен, но их авторы считают, что технологию можно усовершенствовать, повысив концентрацию молекулярных комплексов.
