به تازگی، طبق انتشار خبری از دانشگاه Heriot-Watt در ادینبورگ، بریتانیا، تیمی از این دانشگاه کشف کرده اند که می توان از نور خورشید برای هدایت لیزر استفاده کرد. نور خورشید به عنوان یکی از فراوان ترین انرژی های تجدید پذیر روی زمین است، مانند می تواند برای درایو لیزر استفاده شود، تبدیل به آینده توسعه صنعت یک نقطه عطف مهم است.
مجموعه آنتن فتوسنتزی انرژی را از نور خورشید جمع آوری می کند، آن را به تحریکات الکترونیکی تبدیل می کند و به طور موثر آنها را به یک H-dimer قرار داده شده در مرکز همگرا می کند. در اینجا، تحریک به حالت روشن و پر انرژی جذب می شود و سپس به سرعت به حالت تاریک و کم انرژی شل می شود. این مکانیسم از انتشار مجدد جلوگیری می کند و امکان وارونگی جمعیت بین حالت های |L⟩ و |G⟩ را فراهم می کند، بنابراین امکان تولید لیزر را فراهم می کند.
لیزرهای معمولی با برق از باتری ها یا شبکه تغذیه می شوند. حتی اگر از برق تجدیدپذیر استفاده شود، این نیاز به زیرساخت های اضافی دارد و همیشه انرژی در این فرآیند از دست می رود. تیم تحقیقاتی میگوید استفاده از نور خورشید برای تامین انرژی لیزرها برای شروع فرآیندهای شیمیایی به جای سوختهای فسیلی، زمینه زیادی برای آینده دارد.
دکتر اریک گاگر از موسسه فوتونیک و علوم کوانتومی هریوت وات، که قبلاً در مطالعه ای که در مجله New Journal of Physics منتشر شد، نحوه عملکرد لیزرهای مبتنی بر نور خورشید را تشریح کرد، در مورد اینکه چگونه نور خورشید فراوان است اما جمع آوری، ذخیره و ذخیره آن دشوار است صحبت کرد. استفاده کنید زیرا نازک و متغیر است. طبیعت راهی برای انجام این کار از طریق فتوسنتز پیدا کرده است که در آن گیاهان نور خورشید، آب و کربن را به غذا و انرژی تبدیل می کنند.
این تیم یک طرح بیونیک برای یک سیستم لیزری جدید طراحی کرده اند که نور طبیعی خورشید را به یک پرتو لیزر منسجم ارتقا می دهد. دانشمندان دیگر کار بر روی لیزرهای خورشیدی را آغاز کردهاند، اما آنچه تاکنون نشان داده شده است هنوز به سیستمهای پیچیده و سطوح بالای تبرید نیاز دارد. تیم تحقیقاتی Gauger در حال کار با باکتریهای بنفش رنگ، یک موجود فتوسنتزی که در برکهها و دریاچهها یافت میشود، بود. الهام بخش سیستم جدید خود هستند.
باکتری های بنفش دارای شاخک های حلقه مانند با مرکز واکنش در وسط هستند که نور خورشید را به انرژی شیمیایی تبدیل می کند. گاج میگوید اگر راهی برای حذف مرکز واکنش و جایگزینی آن با ساختار سادهتر پیدا شود، میتوان از مجموعهای از ساختارهای فتوسنتزی اصلاحشده برای تبدیل نور خورشید به پرتوهای لیزر در شرایط محیطی استفاده کرد.
به طور خاص، این طراحی نه به منبع انرژی خارجی نیاز دارد و نه به یک لنز فراگیر بزرگ و پیچیده. این می تواند سبک وزن و قابل حمل با اجزای کاملا طبیعی و ارگانیک باشد. این منبع نهایی انرژی سبز خواهد بود. اکنون که تیم همه این اجزا را در دسترس دارد، آنها فقط باید بهترین راه را برای بازی با "لگو" مولکولی و مونتاژ ساختار پیدا کنند.
گوگر گفت که نتیجه نهایی می تواند یک لیزر خورشیدی کم انرژی باشد که همچنان می تواند برای طیف وسیعی از کاربردها استفاده شود. از لیزرهای خورشیدی می توان برای تولید انرژی سبز یا تحقق فرآیندهای شیمیایی استفاده کرد. این می تواند ردپای کربن فرآیندهایی مانند تولید کود را برطرف کند. این بسیار هیجان انگیز است که می توانیم از منابع انرژی خورشیدی برای دستیابی به کاهش انتشار کربن استفاده کنیم.
