A közelmúltban, az edinburghi (Egyesült Királyság) Heriot-Watt Egyetem sajtóközleménye szerint az egyetem egyik csapata felfedezte, hogy a napfény felhasználható lézerek meghajtására. Napfény, mint az egyik legbőségesebb megújuló energia a Földön, mint például lehet használni a lézeres meghajtás, lesz a jövő az ipar fejlődése egy fontos fordulópont.
A fotoszintetikus antennakomplexum a napfény energiáját gyűjti össze, elektronikus gerjesztésekké alakítja, és hatékonyan konvergálja a közepén elhelyezett H-dimerré. Itt a gerjesztés fényes, nagy energiájú állapotba kerül, majd gyorsan ellazul egy sötét, alacsony energiájú állapotba. Ez a mechanizmus megakadályozza az újraemissziót, és lehetővé teszi a populáció inverzióját az |L⟩ és |G⟩ állapotok között, így lehetővé válik lézerek generálása
A hagyományos lézereket akkumulátorról vagy hálózatról táplálják. Még ha megújuló villamos energiát használnak is, ez további infrastruktúrát igényel, és a folyamat során mindig energiaveszteség következik be. A kutatócsoport szerint a napfény lézerek meghajtása a fosszilis tüzelőanyagok helyett a kémiai folyamatok elindítására nagy lehetőségeket rejt magában.
Dr. Erik Gauger, a Heriot-Watt Fotonikai és Kvantumtudományi Intézet munkatársa, aki korábban a New Journal of Physics folyóiratban megjelent tanulmányában felvázolta a napfény által vezérelt lézerek működését, arról beszélt, hogy a napfény bőséges, de nehezen gyűjthető, tárolható, ill. használja, mert vékony és változó. A természet megtalálta a módját, hogy ezt a fotoszintézis segítségével érje el, amelyben a növények a napfényt, a vizet és a szenet táplálékká és energiává alakítják.
A csapat bionikus tervrajzot készített egy új lézerrendszerhez, amely a természetes napfényt koherens lézersugárrá alakítja. Más tudósok elkezdtek dolgozni napenergiával működő lézereken, de az eddigiekhez még mindig összetett rendszerekre és magas szintű hűtésre van szükség. A Gauger kutatócsoport a tavakban és tavakban található fotoszintetikus organizmus, a lila baktériumok felé fordult. inspirációt adnak új rendszerükhöz.
A lila baktériumoknak gyűrűszerű csápjai vannak, közepén reakcióközponttal, amely a napfényt kémiai energiává alakítja. Gauge szerint ha módot találnának a reakcióközpont eltávolítására és egy egyszerűbb szerkezetre cserélésére, egy csomó módosított fotoszintetikus struktúra felhasználható lenne a napfény lézersugárrá alakítására környezeti körülmények között.
Pontosabban, ehhez a kialakításhoz nincs szükség sem külső áramforrásra, sem nagy, összetett térhatású objektívre. Könnyű és hordozható lenne teljesen természetes és szerves összetevőkkel. Ez lenne a zöld energia végső forrása. Most, hogy a csapat rendelkezésére állnak ezek az összetevők, már csak meg kell találniuk a legjobb módot a molekuláris "Lego"-val való játékra, és össze kell szerelniük a szerkezetet.
A végeredmény egy alacsony energiaigényű szoláris lézer lehet, amely továbbra is számos alkalmazáshoz használható, mondta Gauger. A szoláris lézerek felhasználhatók zöld energia előállítására vagy kémiai folyamatok megvalósítására. Ez kezelheti az olyan folyamatok szénlábnyomát, mint a műtrágyagyártás. Nagyon izgalmas, hogy a napenergia-forrásokat felhasználhatjuk a szén-dioxid-kibocsátás csökkentésére.
