Ефективното преобразуване на слънчевата енергия в химическа с възможност за последващо съхранение е мечта на много инженери. Природата вече е намерила идеалното решение преди милиарди години с фотосинтезата. Слънчевата светлина в растенията се превръща в химическа енергия мигновено и почти без загуби. Ново изследване показва, че квантовата механика играе водеща роля в този процес.
Феноменът на квантовата суперпозиция не може да бъде напълно разбран от гледна точка на класическата физика. Независимо от това той постоянно се проявява в зелените растения и други фотосинтезиращи организми, например бактериите. В същото време точният механизъм все още не е описан от учените, пише Science Daily.
Професор Юрген Хауер и неговите колеги от Техническия университет в Мюнхен, Германия, са направили първата стъпка към разбирането на механизмите на хлорофила – пигментът, който придава на растенията зелен цвят. Прилагането на резултатите от тези изследвания в системи за изкуствена фотосинтеза може да помогне за подобряване ефективността на оползотворяване на слънчевата енергия.
„Когато светлината се поглъща в листата например, енергията на възбуждане на електроните се разпределя между няколко състояния на всяка възбудена молекула на хлорофила; това се нарича суперпозиция на възбудените състояния“, казва Юрген Хауер.
Германските учени изследват две области от оптичния диапазон на електромагнитния спектър, в които хлорофилът поглъща светлина: нискоенергийната област Q между жълтото и червено-оранжевото и високоенергийната област B между синьото и зеленото. Първата област се състои от две различни електронни състояния, свързани чрез квантова механика. Тази връзка осигурява пренос на енергията без загуби в молекулата. След това системата се успокоява чрез „охлаждане“, т.е. освобождаване на енергията под формата на топлина.
Лабораторните експерименти с прототипи и компютърното моделиране, извършени от учените, доказват, че квантовомеханичните ефекти имат решаващо влияние върху биологичните процеси.
Всичко важно от света на технологиите, директно в пощата ти.
С абонирането приемате нашите Условия и Политика за поверителност. Може да се отпишете с един клик по всяко време.
Коментирайте статията в нашите Форуми. За да научите първи най-важното, харесайте страницата ни във Facebook, и ни последвайте в Google Новини, TikTok, Telegram и Viber или изтеглете приложението на Kaldata.com за Android, iPhone, Huawei, Google Chrome, Microsoft Edge и Opera!
