Ulusal Pasifik Kuzeybatı Laboratuvarı’nda (PNNL) çalışan araştırmacılar, Washington Eyalet Üniversitesi’nde çalışan ortaklarıyla beraber doğadan ilham alarak, ışık enerjisini yakalayabilen yeni bir malzeme oluşturmuşlar. Fotovoltaik ve biyogörüntüleme alanlarında muhtemel uygulamalar barındıran malzeme, yüksek oranda etkili bir yapay ışık toplama sistemi sağlıyor.
Araştırma, hiyerarşik işlevsel organik-inorganik melez malzemelerin oluşturulmasıyla ilgili güçlüklerin üstesinden gelinmesine zemin sağlıyor. Doğa, hiyerarşik yapılı melez malzemelere diş ve kemikler gibi güzel örnekler sunuyor. Bu malzemeler, yüksek kuvvet ve sağlamlık gibi pek çok sıradışı niteliğe ulaşmalarını sağlayan hassas atomik dizilimler sergiliyor.
Çalışmanın eş yazarı ve PNNL’de malzeme bilimci olan Çun-Long Çen ile ortakları, doğal melez malzemelerin yapısal ve işlevsel karmaşıklığını yansıtan yeni bir malzeme oluşturmuşlar. Protein benzeri yapay bir molekülün programlanabilirliği ile silikat tabanlı bir nanokümenin karmaşıklığını birleştiren bu malzeme, yüksek oranda dayanıklı yeni bir nanokristal sınıfı meydana getiriyor. Araştırmacılar daha sonra bu 2 boyutlu melez malzemeyi programlayarak, yüksek ölçüde verimli yapay bir ışık toplama sistemi geliştirmiş.
“Güneş, elimizdeki en önemli enerji kaynağı” diyor Çen. “Melez nanokristallerimizi programlayarak, tıpkı doğadaki bitkiler ve fotosentetik bakterilerin yapabildiği gibi ışık enerjisini toplayıp; bu esnada da yapay sistemlerde görülen yüksek sağlamlık ve işlenebilirliğe ulaşıp ulaşamayacağımızı görmek istedik.” Çalışmanın sonuçları dört gün önce Science Advances bülteninde yayımlandı.
Sarah Wong/ABD Enerji Bakanlığı Ulusal Pasifik Kuzeybatı Laboratuvarı. Ç: O.
