Các phát hiện này có thể dẫn đến giúp phát triển
những thiết bị biến đổi năng lượng mặt trời mới. Nghiên cứu của họ,
được công bố trên Kỷ yếu Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia (Mỹ), lần đầu
tiên tiết lộ những phân tử quan trọng nhất tham gia vào kiểm soát dòng
năng lượng trong quá trình quang hợp trong một hệ thống phức tạp là tảo
biển.
Kiến thức thu được từ công trình nghiên
cứu này sẽ giúp các nhà nghiên cứu tìm ra cách chế tạo những thiết bị
chuyển đổi năng lượng mặt trời mới dựa trên các nguyên lý quang hợp.
Các nhà khoa học đã tiến hành thao tác gen đối với protein thu ánh sáng
ở tảo, biến đổi các tuyến liên lạc giữa carotenoids và chlorophylls,
là các phân tử thu nhận ánh sáng của sinh vật này. Carotenoids thu hồi
ánh sáng từ các phần khác nhau của phổ ánh sáng nhìn thấy còn
chlorophylls, tăng cường năng lực quang hợp của sinh vật này.
Các nhà nghiên cứu đã có thể tách ra
carotenoid cụ thể có vai trò chủ yếu chuyển năng lượng tới chlorophyll,
trong một trật tự để cho quá trình quang hợp được thực hiện. Khi Frank
bắt đầu nghiên cứu carotenoids trong những năm 1970, chúng không được
nghĩ là có quan trò quan trọng trong quang hợp. Giờ đây, có hàng chục
nhóm nghiên cứu về chúng và chúng được xem là những “anten thu ánh sáng
hoàn hảo”, Birge nói.
Vai trò của Birge trong dự án là cung
cấp tính toán lượng tử tiên tiến nhất. Các nhà nghiên cứu ở Đức đã xác
định cấu trúc của protein này, các nhà khoa học ở Ôxtraylia và CH Séc
cung cấp các mẫu protein và chuyên môn khác.
Frank đã dùng máy laser quang phổ cực
nhanh để tìm hiểu cấu trúc này làm việc ra sao và các thành phần riêng
lẻ trong protein này bắt ánh sáng và truyền năng lượng như thế nào.
Bằng cách nghiên cứu tự nhiên giải quyết
vấn đề này, các nhà khoa học và các kỹ sư có thể hiểu được cách bắt
chước tự nhiên để thiết kế công nghệ năng lượng mặt trời. Trong khi các
pin mặt trời hiệu suất cao nhất hiện nay chỉ đạt 40%, thì tự nhiên
thuần túy đạt hiệu suất chuyển đổi từ 65 đến 100%, Birge nhận xét.
Nguồn Hoahocngaynay.com