اخیراً، طبق انتشار خبری از دانشگاه هریوت وات در ادینبورگ، بریتانیا، تیم دانشگاه دریافته است که پس از تحقیق می توان از نور خورشید برای هدایت لیزرها استفاده کرد. نور خورشید به عنوان یکی از فراوان ترین منابع انرژی تجدیدپذیر روی زمین، اگر بتوان از آن برای درایو لیزر استفاده کرد، به نقطه عطف مهمی در توسعه آینده صنعت تبدیل خواهد شد.
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 که در وسط قرار می گیرد، جمع 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 انرژی تجدیدپذیر استفاده شود، این نیاز به زیرساخت های اضافی دارد و همیشه اتلاف انرژی در این فرآیند وجود دارد. تیم تحقیقاتی میگوید استفاده از نور خورشید برای هدایت 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 می کند. 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 کرده اند، اما آنچه تاکنون نشان داده شده است، هنوز نیازمند سیستم های پیچیده و سطوح بالای تبرید است. تیم Gauger با باکتری های بنفش تبدیل شده، یک موجود فتوسنتزی که در برکه ها و دریاچه ها یافت می شود، کار می کند تا الهام بخش سیستم جدید خود باشد.
گاج گفت: باکتری های بنفش دارای شاخک های حلقه مانند با مرکز واکنش در وسط هستند که نور خورشید را به انرژی شیمیایی تبدیل می کند و افزود که اگر راهی برای حذف مرکز واکنش و جایگزینی آن با ساختار ساده تر پیدا شود، یک دسته فتوسنتزی اصلاح شده پیدا می شود. سازه ها می توانند برای تبدیل نور خورشید به پرتوهای لیزر در شرایط محیطی مورد استفاده قرار گیرند.
به طور خاص، این طراحی نه به منبع انرژی خارجی نیاز دارد و نه به یک لنز بزرگ و پیچیده. این می تواند سبک وزن و قابل حمل با اجزای ارگانیک کاملا طبیعی باشد. این منبع نهایی انرژی سبز خواهد بود. اکنون که تیم تمام این اجزا را در دسترس دارد، فقط باید بهترین راه را برای بازی با "لگو" مولکولی و مونتاژ ساختار پیدا کند.
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 فعال کردن 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.
