לאחרונה, על פי הודעה לעיתונות מאוניברסיטת Heriot-Watt באדינבורו, בריטניה, צוות האוניברסיטה מצא שניתן להשתמש באור השמש כדי להניע לייזרים לאחר מחקר. אור שמש, שהוא אחד ממקורות האנרגיה המתחדשים הנפוצים ביותר על פני כדור הארץ, אם ניתן יהיה להשתמש בו להנעת לייזר, יהפוך לנקודת מפנה חשובה בהתפתחות העתידית של התעשייה.
מתחם האנטנות הפוטוסינתטיות אוסף אנרגיה מאור השמש, ממיר אותה לעירורים אלקטרוניים ומאגד אותן ביעילות לדימר H המוצב באמצע. כאן, העירור נבלע במצב הבהיר, בעל האנרגיה הגבוהה, ולאחר מכן נרגע במהירות למצב הכהה, בעל האנרגיה הנמוכה. מנגנון זה מונע פליטה חוזרת ומאפשר היפוך אוכלוסיה בין מצבי |L⟩ ו- |G⟩, ובכך מאפשר יצירת לייזרים
לייזרים קונבנציונליים מופעלים על ידי חשמל מסוללות או מהרשת. גם אם נעשה שימוש בחשמל מתחדש, הדבר מצריך תשתית נוספת ותמיד יש אובדן אנרגיה בתהליך. השימוש באור השמש כדי להניע לייזרים כדי להתחיל תהליכים כימיים במקום דלק מאובנים יש הרבה טווח לעתיד, אומר צוות המחקר.
ד"ר אריק גאגר ממכון Heriot-Watt for Photonics and Quantum Science, אשר תיאר בעבר כיצד פועלים לייזרים מונעי אור שמש במחקר שפורסם ב-New Journal of Physics, מדבר על האופן שבו אור השמש נמצא בשפע, אך קשה לאיסוף, לאחסן ו השתמש כי הוא דק ומשתנה. הטבע מצא דרך לעשות זאת באמצעות פוטוסינתזה, שבה הצמחים ממירים אור שמש, מים ופחמן למזון ואנרגיה.
הצוות עיצב תוכנית ביונית למערכת לייזר חדשה המשדרגת את אור השמש הטבעי לקרן לייזר קוהרנטית. מדענים אחרים החלו לעבוד על לייזרים סולאריים, אך מה שהוכח עד כה עדיין דורש מערכות מורכבות ורמות קירור גבוהות. הצוות איתו עובד Gauger פנה לחיידקים סגולים, אורגניזם פוטוסינתטי המצוי בבריכות ואגמים, כדי לספק השראה למערכת החדשה שלהם.
לחיידקים סגולים יש מחושים דמויי טבעת עם מרכז תגובה באמצע הממיר את אור השמש לאנרגיה כימית, אמר גאג', והוסיף שאם ניתן היה למצוא דרך להסיר את מרכז התגובה ולהחליפו במבנה פשוט יותר, חבורה של פוטוסינתזה שונה. ניתן להשתמש במבנים כדי להמיר אור שמש לקרני לייזר בתנאי סביבה.
באופן ספציפי, עיצוב זה לא ידרוש מקור מתח חיצוני או עדשה גדולה ומורכבת עטופה סביב. זה יהיה קל משקל ונייד עם רכיבים אורגניים טבעיים לחלוטין. זה יהווה את המקור האולטימטיבי לאנרגיה ירוקה. כעת, כאשר לצוות יש את כל הרכיבים הללו, הוא רק צריך למצוא את הדרך הטובה ביותר לשחק עם ה"לגו" המולקולרי ולהרכיב את המבנה.
התוצאה הסופית יכולה להיות לייזר סולארי בעל אנרגיה נמוכה שעדיין יכול לשמש למגוון יישומים, אמר גאגר. לייזרים סולאריים יכולים לשמש להפקת אנרגיה ירוקה או לאפשר תהליכים כימיים. זה יכול לתת מענה לטביעת הרגל הפחמנית של תהליכים כמו ייצור דשנים. זה מאוד מרגש שאנחנו יכולים להשתמש במשאבי אנרגיה סולארית כדי להשיג הפחתת פליטת פחמן.
