Ученые из Китая детально изучили, как листу обычного дерева удается преобразовывать солнечный свет в энергию. Затем китайские исследователи разработали искусственный лист, который выполняет те же функции и даже больше.
Листья, в некотором смысле, являются природными электростанциями, поскольку они вырабатывают энергию посредством фотосинтеза с использованием солнечного света, CO2 и воды, а затем используют эту энергию для производства кислорода.
Искусственный лист китайских исследователей может отслеживать движение солнца так же, как и настоящие листья. Он вырабатывает электроэнергию и может расщеплять воду на водород и кислород, поэтому его можно использовать, например, для производства топлива, как сообщает Interesting Engineering.
Лист оснащен гибкими электродами, работающими от солнечной энергии, и покрыт защитным водопроницаемым гелем. Внутри искусственных листьев находятся углеродные нанотрубки, которые нагреваются, когда на них падает солнечный свет. В результате полимер в листе сжимается, заставляя лист изгибаться и поворачиваться в сторону солнца.
В отличие от аналогичных экспериментов с искусственными листьями, китайский лист сделан не из стекла, а из пластика. Кроме того, исследователи даже максимально точно воссоздали внутреннюю структуру растительной клетки, например, используя гель, который также встречается в настоящих растениях в виде скользкого сока.
Практические испытания, проведенные исследователями, показали, что искусственный лист сохраняет 73 процента своих характеристик после 65 часов работы. А благодаря своим особым свойствам он работает даже под водой, что невозможно с обычными солнечными элементами.
Все это пока остается исследовательским проектом, и ученые еще очень далеки до создания искусственных деревьев, способных конкурировать с солнечными панелями на крышах. Еще предстоит решить ряд проблем — например, нанотрубки не очень долговечны. Со временем они теряют свою эффективность, и ориентация листа по направлению к солнцу уже не работает должным образом. В реальном мире погодные условия также могут стать проблемой: ветер и вода могут серьезно ограничить производительность.
Тем не менее, этот искусственно созданный лист является прекрасным примером того, как решения технических проблем можно найти в природе. При дальнейшем развитии эта технология может быть использована для разработки более эффективных решений для производства солнечной энергии и топлива.