Полімерне листя навчили фотосинтезу

Нідерландські вчені розробили прототип мікрореактора, який може накопичувати енергію сонячного світла і використовувати її для каталізу хімічних реакцій.

Існуючі технології синтезу хімічних сполук засновані на застосуванні токсичних речовин (в якості каталізаторів), що є надзвичайно енерговитратними. Крім того, синтез може проводитися тільки в чистих приміщеннях, що робить його дорогим, тривалим і обмежує можливості для роботи при природному освітленні. Тому вчені шукають альтернативні способи каталізу хімічних реакцій, наприклад за допомогою видимого випромінювання.

У природі фотокаталіз зустрічається у рослин: за участю хлорофілу він забезпечує фотосинтез. Однак до недавнього часу фотокаталіз не міг бути відтворений штучно через відсутність відповідних матеріалів. У 2014 році американські дослідники розробили такий матеріал - люмінесцентний сонячний концентратор (LCS). За допомогою люмінесцентних об'єктів пристрій поглинало сонячне світло і перенаправляло його на фотоелектричні елементи.

У новій роботі вчені з Технічного університету Ейндховена використовували LCSs (у формі листя), які були леговані флуоресцентним барвником полідіметілсілоксаном. Поверхня об'єкта включала в себе мережу мікроканалів для введення рідини з потрібними хімічними речовинами, і під дією сонячного світла молекули вступали в реакцію. Таким чином, пристрій повторював принцип роботи антен фотосинтезирующих організмів.

Тести показали, що новий пристрій прискорює синтез хімічних сполук при сонячному світлі: навіть у хмарну погоду швидкість реакцій у мікрореакторі на 40 % перевищувала показник контрольних систем. Потенційно технологія може не тільки знизити вартість і спростити хімічний синтез, але і зробити можливим створення препаратів в умовах, де обладнати чисте приміщення важко, - наприклад на поверхні Марса чи в джунглях.