آیا می‌توان از جلبک‌ها در ساخت پنل خورشیدی استفاده کرد؟

به گزارش گروه علم و آموزش ایرنا، سایت نانو ورک، این تیم روی نوعی جلبک تک‌سلولی که از کلسیت برای تشکیل پوسته خود استفاده می‌کند، متمرکز شدند. پوسته‌های کروی این جلبک ها دارای معماری کریستالی منحصر به فرد هستند. کریستال‌ها به صورت شعاعی تراز شده و از مرکز کره به بیرون پخش می‌شوند. این درحالی است که در روش‌های معمول، پروسکیت‌ها قادر به تولید اینگونه مواد نیستند.

برای تبدیل پوسته‌های معدنی طبیعی جلبک‌ها به پروسکیت‌های عملکردی، این تیم مجبور شد عناصر شیمیایی را در کلسیت جایگزین کند. برای انجام این کار، آن‌ها روشی را که توسط همکاران خود در انستیتوی آمولف در آمستردام ایجاد شده بود، مورد استفاده قرار دادند. در طول کار دانشمندان با تغییر آرایش شیمیایی مواد قادر به تولید انواع مختلفی از معماری‌های کریستالی بودند. به این ترتیب، آن‌ها می‌توانند خصوصیات الکترونوری خود را تنظیم کنند. این تیم با تبدیل پوسته‌های کلسیت برای هدایت هالیدها با ید، برمید یا کلرید، می‌توانند پروسکیت‌های کاربردی ایجاد کنند که بهینه شده‌اند تا فقط نور قرمز، سبز یا آبی را منتشر کنند.

این پروسکیت‌های جدید دارای ساختار نانومعماری منحصر به فردی هستند که با روش‌های تولیدمصنوعی معمول، قابل سنتز نیستند. این روش را می‌توان برای تولید انبوه پروسکیت‌ها با خواص ساختاری و الکترونوری قابل تنظیم از ارگانیسم‌های تک سلولی استفاده کرد.

این گروه تحقیقاتی توانستند با استفاده از سال‌ها تکامل این موجودات تک سلولی، پروسکیت‌ها را با نانو معماری منحصر به فرد و خصوصیات کریستالی جلبک‌ها ایجاد کنند.

پروسکیت‌ها موادی هستند که به دلیل خاصیت الکتریکی، نوری و فوتونیک قابل توجه، به طور فزاینده‌ای برای طیف گسترده‌ای از کاربردها محبوب هستند. مواد پروسکیتی پتانسیل انقلابی در زمینه‌های انرژی خورشیدی، حسگری و تشخیص، فوتوکاتالیست، لیزرها و سایر موارد دارند. با تغییر ترکیب شیمیایی و معماری داخلی، از جمله توزیع و جهت‌گیری ساختار کریستالی آن‌ها، می‌توان خواص پروسکیت‌ها را برای کاربردهای خاص تنظیم کرد. در حال حاضر، توانایی تأثیرگذاری بر این خصوصیات با روش‌های تولید فعلی به طور گسترده‌ای محدود است.

ارگانیسم های تک سلولی بیش از صدها میلیون سال به طیف گسترده‌ای از عوامل محیطی مانند دما، pH و استرس مکانیکی پاسخ داده‌اند. در نتیجه، برخی از آنها برای تولید مواد زیستی کاملاً منحصر به فرد که منحصر به طبیعت هستند، تکامل یافته اند. مواد معدنی تشکیل شده توسط ارگانیسم‌های زنده اغلب ویژگی‌های ساختاری و کریستالوگرافی را نشان می‌دهند که بسیار فراتر از ظرفیت‌های تولیدی است که توسط روش‌های مصنوعی فعلی ارائه می‌شود.

نتایج این تحقیقات در قالب مقاله‌ای با عنوان «جذب جلبک‌های تک سلولی برای تولید انبوه پروسکیت‌های نانوساختار» در مجله Advanced Science منتشر شده است.