فیبر های کوچک می توانند اطلاعات جدیدی را در مورد دستگاه فوتو سنتز گیاهان و باکتری ها ارائه دهند.
اهمیت تولید برق توسط انرژی خورشیدی روزانه افزایش می یابد. بخش وسیعی از پیشرفت در این زمینه وابسته به انتقال برق تولید شده از نور خورشید با کمترین اتلاف است.
برای این کار نیاز به ابزار های جدید است. محققان آلمانی اکنون برای اولین بار نانو الیافی تولید کرده اند که در دمای محیط، انرژی را به شکل هدفمند چند میلی متر انتقال می دهند.
گروه تحقیقاتی ریچارد هیلدنر Richard Hildner و هانس ورنر اشمیت Hans-Werner Schmidt در دانشگاه Bayreuth نانو ساختار های مافوق مولکولی تولید کرده اند که در آنها انرژی ای که از برق تولید شده در یک مسیر مستقیم مسافت چند میلی متری را طی کرده است- در دمای محیط و بدون اینکه ضعیف تر شود. این نانو ساختار ها از بیش از 10000 بلوک یکسان ساخته شده است. هر یک از این بلوک ها شبیه یک پروانه با سه پره است: در وسط آنها واحد های تری آریل آمین هستند که توسط پُل های کربنیل به یکدیگر متصل می شوند. به این واحد ها، کروموفور های نفتال ایمید بی تیوفن پیوند خورده اند که به سمت بیرون آویزانند.
این بلوک های دیسک مانند، به صورت خود جوش نانو الیافی را با طول 4 میکرومتر و قطر 0.005 میکرومتر می سازند (برای مقایسه قطر موی انسان 50 تا 100 میکرو متر است). بخش حیاتی انتقال انرژی، دیسک های تری آریل آمین هستند که توسط پل های کاربنیل به هم متصل اند. این بلوک ها توسط گروه تحقیقاتی میلان کیوالا Milan Kivala در دانشگاه ارلانگن- نورنبرگ Erlangen-Nurenberg سنتز شده و در دانشگاه بایرُیت از لحاظ شیمیایی تغییر و بهبود داده شده است.
انتقال انرژی هدفمند به لطف انسجام کوانتمی
دانشمندان بایرُیتی توانسته اند با کمک تکنیک های متعدد میکروسکوپی نحوه حرکت انرژی در این نانو الیاف را قابل رویت کنند. در طی این مسیر 4.4 میکرومتری میزان ناچیزی از انرژی تلف می شود. اگر در حین پیکر بندی خود جوش این نانو الیاف تعداد بلوک های آنها افزایش پیدا کند، انرژی باید قاعدتا بتواند مسیر های طولانی تری را هم طی کند. در حین انتقال انرژی توسط نانو الیاف، ساختار های مولکولی به شکل بسیار دقیق و هماهنگ با یکدیگر کار می کنند. آنها انرژی را به طور منظم از یک بلوک به بلوک دیگر انتقال می دهند. این پدیده در زمینه پژوهش های فیزیکی با نام انسجام کوانتمی شناخته می شود.
هیلدنر که در دانشگاه بایرُیت در زمینه برداشت یا درو کردن نور “Light Harvesting” تخصص خود را گرفته است، می گوید؛ ” ما در اینجا نانو ساختار های امیدوار کننده ای را می بینیم که نشان می دهد که جستجو برای مواد مناسب برای انتقال هدفمند انرژی نوری یک زمینه تحقیقاتی با ارزش ایجاد می کند”. او اضافه می کند؛ موضوع اصلی در اینجا درک کامل فرایند انتقال در فوتوسنتز گیاهان و استفاده از دانش به دست آمده برای تولید انرژی از نور است. نانو ساختار های مافوق مولکولی که ما تولید کرده ایم می توانند به ما اطلاعات بیشتری در مورد دستگاه فوتو سنتز گیاهان و باکتری ها ارائه دهد. همچنین قرار است در ماه های آینده بررسی شود تا چه حد این ساختار ها به عنوان مثال در معماری جدید سلول های خورشیدی و اجزای نوری کارآیی دارد.
.
منبع: derstandard
