Nylig, ifølge en pressemelding fra Heriot-Watt University i Edinburgh, Storbritannia, har et team fra universitetet oppdaget at sollys kan brukes til å drive lasere. Sollys som er en av de mest tallrike fornybare energiene på jorden, som kan brukes til laserdrift, vil bli fremtiden for industriutviklingen til et viktig vendepunkt.
Det fotosyntetiske antennekomplekset høster energi fra sollys, konverterer det til elektroniske eksitasjoner og konvergerer dem effektivt til en H-dimer plassert i sentrum. Her absorberes eksitasjonen til en lys, høyenergitilstand og slapper deretter raskt av til en mørk, lavenergitilstand. Denne mekanismen forhindrer re-utslipp og tillater populasjonsinversjon mellom |L⟩- og |G⟩-tilstandene, og tillater dermed generering av lasere
Konvensjonelle lasere drives av elektrisitet fra batterier eller nettet. Selv om det brukes fornybar elektrisitet, krever dette ekstra infrastruktur og det er alltid tap av energi i prosessen. Å bruke sollys til å drive lasere for å starte kjemiske prosesser i stedet for fossilt brensel har et stort perspektiv for fremtiden, sier forskerteamet.
Dr. Erik Gauger fra Heriot-Watt Institute for Photonics and Quantum Science, som tidligere skisserte hvordan sollysdrevne lasere fungerer i en studie publisert i New Journal of Physics, snakket om hvordan sollys er rikelig, men vanskelig å samle inn, lagre og bruke fordi den er tynn og variabel. Naturen har funnet en måte å oppnå dette på gjennom fotosyntese, der planter omdanner sollys, vann og karbon til mat og energi.
Teamet har designet en bionisk plan for et nytt lasersystem som oppgraderer naturlig sollys til en sammenhengende laserstråle. Andre forskere har begynt å jobbe med solcelledrevne lasere, men det som har blitt demonstrert så langt krever fortsatt komplekse systemer og høye nivåer av nedkjøling. Forskerteamet Gauger jobbet med vendte seg til lilla bakterier, en fotosyntetisk organisme som finnes i dammer og innsjøer, for å gi inspirasjon til deres nye system.
Lilla bakterier har ringlignende tentakler med et reaksjonssenter i midten som omdanner sollys til kjemisk energi. Hvis man kunne finne en måte å fjerne reaksjonssenteret og erstatte det med en enklere struktur, sier Gauge, kan en haug med modifiserte fotosyntetiske strukturer brukes til å konvertere sollys til laserstråler under omgivelsesforhold.
Nærmere bestemt ville denne designen verken kreve en ekstern strømkilde eller et stort, komplekst surroundobjektiv. Det ville være lett og bærbart med helt naturlige og organiske komponenter. Det vil utgjøre den ultimate kilden til grønn energi. Nå som teamet har alle disse komponentene tilgjengelig, trenger de bare å finne den beste måten å leke med den molekylære "Lego" og sette sammen strukturen.
Sluttresultatet kan være en lavenergi-sollaser som fortsatt kan brukes til en rekke bruksområder, sa Gauger. Sollasere kan brukes til å generere grønn energi eller til å realisere kjemiske prosesser. Dette kan adressere karbonavtrykket til prosesser som produksjon av gjødsel. Det er veldig spennende at vi kan utnytte solenergiressurser for å oppnå en reduksjon i karbonutslipp.
