Nedavno je, prema priopćenju za vijest sa Sveučilišta Heriot-Watt u Edinburghu, UK, sveučilišni tim nakon istraživanja otkrio da se sunčeva svjetlost može koristiti za pokretanje lasera. Sunčeva svjetlost kao jedan od najzastupljenijih obnovljivih izvora energije na zemlji, ako se može koristiti za laserski pogon, postat će važna prekretnica u budućem razvoju industrije.
Kompleks fotosintetske antene prikuplja energiju sunčeve svjetlosti, pretvara je u elektroničke pobude i učinkovito ih spaja u H-dimer smješten u sredini. Ovdje se ekscitacija apsorbira u svijetlo, visokoenergetsko stanje, a zatim se brzo opušta u tamno, niskoenergetsko stanje. Ovaj mehanizam sprječava ponovnu emisiju i omogućuje inverziju naseljenosti između |L⟩ i |G⟩ stanja, čime se omogućuje stvaranje lasera
Konvencionalni laseri napajaju se električnom energijom iz baterija ili mreže. Čak i ako se koristi obnovljiva energija, to zahtijeva dodatnu infrastrukturu i uvijek postoji gubitak energije u procesu. Korištenje sunčeve svjetlosti za pokretanje lasera za pokretanje kemijskih procesa umjesto fosilnih goriva ima puno prostora za budućnost, kaže istraživački tim.
Dr. Erik Gauger s Instituta Heriot-Watt za fotoniku i kvantnu znanost, koji je prethodno opisao kako funkcioniraju laseri pokretani sunčevom svjetlošću u studiji objavljenoj u New Journal of Physics, govori o tome kako je sunčeve svjetlosti u izobilju, ali je teško prikupiti, pohraniti i koristiti jer je tanak i promjenjiv. Priroda je pronašla način da to učini kroz fotosintezu, u kojoj biljke pretvaraju sunčevu svjetlost, vodu i ugljik u hranu i energiju.
Tim je dizajnirao bionički nacrt za novi laserski sustav koji nadograđuje prirodnu sunčevu svjetlost u koherentnu lasersku zraku. Drugi znanstvenici počeli su raditi na solarnim laserima, ali ono što je do sada pokazano još uvijek zahtijeva složene sustave i visoku razinu hlađenja. tim s kojim Gauger radi pretvorio je u ljubičastu bakteriju, fotosintetski organizam koji se nalazi u ribnjacima i jezerima, kako bi pružio inspiraciju za njihov novi sustav.
Ljubičaste bakterije imaju pipke poput prstena s reakcijskim centrom u sredini koji pretvara sunčevu svjetlost u kemijsku energiju, rekao je Gauge, dodajući da ako bi se mogao pronaći način da se ukloni reakcijski centar i zamijeni ga jednostavnijom strukturom, hrpa modificiranih fotosintetskih strukture bi se mogle koristiti za pretvaranje sunčeve svjetlosti u laserske zrake u uvjetima okoline.
Konkretno, ovaj dizajn ne bi zahtijevao niti vanjski izvor napajanja niti veliku, složenu omotajuću leću. Bio bi lagan i prenosiv s potpuno prirodnim organskim komponentama. To bi predstavljalo krajnji izvor zelene energije. Sada kada tim ima sve te komponente na raspolaganju, samo treba pronaći najbolji način za igru s molekularnim "Legom" i sastaviti strukturu.
Krajnji rezultat mogao bi biti niskoenergetski solarni laser koji bi se i dalje mogao koristiti za niz primjena, rekao je Gauger. Solarni laseri mogli bi se koristiti za proizvodnju zelene energije ili za omogućavanje kemijskih procesa. To bi moglo riješiti ugljični otisak procesa kao što je proizvodnja gnojiva. Vrlo je uzbudljivo što možemo koristiti izvore solarne energije kako bismo postigli smanjenje emisije ugljika.
