Не секрет, что многие идеи люди заимствуют у природы. Например, в поисках эффективной технологии переработки растительных отходов учёные обратились к муравьям. Диагностировать и определять вид рака лёгких в скором времени можно будет по «пчелиным технологиям». А ещё мы рассказывали про группу учёных, которая исследовала «аптечку шимпанзе», чтобы выявить новые потенциально лекарственные растения.
И вот теперь Джулия Гвидетти и Фиоренцо Оменетто из Университета Тафтса (США) обнаружили, что ключ к созданию более эффективных солнечных панелей скрыт в растении. Дело в том, что солнечные панели отлично работают в регионах, богатых солнечным светом. Но там, где он в дефиците, они не вырабатывают достаточное количество энергии.
Во время пандемии Гвидетти, как и многие, увлеклась цветоводством и купила много домашних растений. Особенно ей нравились те, у которых листья имели глянцевый блеск. Как и всякий настоящий учёный, Гвидетти решила исследовать своих зелёных подопечных:
— Это было продиктовано любопытством. Я поместила их под микроскоп и увидела, что поверхность их листьев не была плоской, как у обычных листьев, а имела микроузор.
Листья драгоценной орхидеи Macodes petola, растущей в условиях слабого освещения, состоят из куполообразных клеток, которые захватывают в три раза больше света, чем клетки других растений. Кроме того, они делятся этим светом с соседними клетками, действуя, как оптическая сеть. Этот сетевой процесс максимизирует свет, который растение может использовать для преобразования солнечного света в глюкозу. Джулия Гвидетти пояснила:
— Мы считаем, что это работает следующим образом: свет поступает сверху, но не фокусируется внутри листа, где находятся хлоропласты. Купола распространяют свет по поверхности листа, позволяя не освещаемым напрямую клеткам осуществлять фотосинтез, что приводит к высокой эффективности фотопреобразования.
Исследователи скопировали эти клеточные структуры, используя биоматериал на основе шёлка и белка, имитирующий возможности орхидеи по сбору света и созданию оптических сетей. Они предполагают, что солнечные панели из этого материала превзойдут все гибкие солнечные элементы, существующие сегодня.
