by Các nhà khoa học đã chế tạo một thiết bị quang năng dạng keo nước - gọi là “lá nhân tạo” - có thể hoạt động như pin mặt trời.
Thiết bị mô phỏng tự nhiên này được đánh giá là ít tốn kém và thân thiện với môi trường hơn pin mặt trời làm bằng silicon, vốn đang được sử dụng phổ biến.
Lá nhân tạo có thành phần là keo nước chứa các phân tử nhạy sáng kết hợp với các điện cực phủ carbon. Các phân tử nhạy sáng trở nên “kích động” khi ánh sáng mặt trời chiếu vào và sản sinh điện năng. Tiến sĩ - Trưởng nhóm nghiên cứu Orlin Velev (Đại học North Carolina, Mỹ) nói cơ chế này tương tự như cách kích thích tổng hợp đường để sinh trưởng ở phân tử thực vật.
Cũng theo ông Velev, nhóm nghiên cứu - bao gồm cả một số chuyên gia thuộc Đại học Chung-Ang (Hàn Quốc) - hy vọng sẽ tìm ra phương thức chế tạo những vật liệu tương tự như thứ mà thiên nhiên sử dụng để tạo ra năng lượng từ mặt trời. So với phương pháp tổng hợp phân tử nhạy sáng, những sản phẩm có nguồn gốc từ tự nhiên - như chất diệp lục - dễ dàng tích hợp vào các thiết bị nói trên nhờ cấu trúc ma trận keo nước (water-gel matrix) của chúng.
Hiện tại, nhóm đang thực hiện tinh chỉnh các thiết bị quang điện bằng nước, giúp chúng trở nên giống với lá thật hơn. Bước tiếp theo này là nhằm mô phỏng cơ chế tự tái sinh của thực vật. Tuy nhiên, thách thức ở đây là phải thay đổi chất liệu keo nước và các phân tử nhạy sáng để nâng cao hiệu quả hoạt động cho pin mặt trời. Nhóm cho biết nếu làm được điều này, tương lai các mái nhà sẽ được bao phủ bởi các lớp pin mặt trời - lá nhân tạo mô phỏng cơ chế sinh điện năng của thực vật. Hiện tại, việc ứng dụng công nghệ mới này vẫn chưa được quảng bá rộng rãi do hiệu suất hoạt động của pin vẫn còn thấp. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu tin rằng các khái niệm sinh học về thiết bị điện năng dạng “mềm” trong tương lai sẽ là một nguồn thay thế những công nghệ dạng “cứng” hiện nay.
[You must be registered and logged in to see this image.]
Lá cây đã được mô phỏng để chế tạo thiết bị quang năng dạng keo nước
Lá cây đã được mô phỏng để chế tạo thiết bị quang năng dạng keo nước
Thiết bị mô phỏng tự nhiên này được đánh giá là ít tốn kém và thân thiện với môi trường hơn pin mặt trời làm bằng silicon, vốn đang được sử dụng phổ biến.
Lá nhân tạo có thành phần là keo nước chứa các phân tử nhạy sáng kết hợp với các điện cực phủ carbon. Các phân tử nhạy sáng trở nên “kích động” khi ánh sáng mặt trời chiếu vào và sản sinh điện năng. Tiến sĩ - Trưởng nhóm nghiên cứu Orlin Velev (Đại học North Carolina, Mỹ) nói cơ chế này tương tự như cách kích thích tổng hợp đường để sinh trưởng ở phân tử thực vật.
Cũng theo ông Velev, nhóm nghiên cứu - bao gồm cả một số chuyên gia thuộc Đại học Chung-Ang (Hàn Quốc) - hy vọng sẽ tìm ra phương thức chế tạo những vật liệu tương tự như thứ mà thiên nhiên sử dụng để tạo ra năng lượng từ mặt trời. So với phương pháp tổng hợp phân tử nhạy sáng, những sản phẩm có nguồn gốc từ tự nhiên - như chất diệp lục - dễ dàng tích hợp vào các thiết bị nói trên nhờ cấu trúc ma trận keo nước (water-gel matrix) của chúng.
Hiện tại, nhóm đang thực hiện tinh chỉnh các thiết bị quang điện bằng nước, giúp chúng trở nên giống với lá thật hơn. Bước tiếp theo này là nhằm mô phỏng cơ chế tự tái sinh của thực vật. Tuy nhiên, thách thức ở đây là phải thay đổi chất liệu keo nước và các phân tử nhạy sáng để nâng cao hiệu quả hoạt động cho pin mặt trời. Nhóm cho biết nếu làm được điều này, tương lai các mái nhà sẽ được bao phủ bởi các lớp pin mặt trời - lá nhân tạo mô phỏng cơ chế sinh điện năng của thực vật. Hiện tại, việc ứng dụng công nghệ mới này vẫn chưa được quảng bá rộng rãi do hiệu suất hoạt động của pin vẫn còn thấp. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu tin rằng các khái niệm sinh học về thiết bị điện năng dạng “mềm” trong tương lai sẽ là một nguồn thay thế những công nghệ dạng “cứng” hiện nay.
(Theo Daily Tech)