Inspirés par la nature, les chercheurs du Metropolis College or university of New York (CCNY) peuvent démontrer une stratégie synthétique pour stabiliser les matériaux de récupération d’énergie solaire bio-inspirés. Leurs découvertes, publiées dans le dernier numéro de Character Chemistry, pourraient être une percée significative dans la fonctionnalisation d’assemblages moléculaires pour les futures systems de conversion de l’énergie solaire.



Dans presque tous les coins du monde, malgré des températures extrêmes de chaleur ou de froid Découvrir les tricks de la character sur la façon de récolter la lumière de manière si efficace et robuste pourrait transformer le paysage des systems d’énergie solaire tough, en particulier à la suite de la hausse des températures mondiales.

Les chercheurs surmontent les obstructions pour les matériaux de récupération d'énergie solaire bio-inspirés

la première étape (c’est-à-dire la collecte de la lumière) implique l’interaction entre la lumière et l’antenne de collecte de lumière, qui est composée de matériaux fragiles appelés assemblages supra-moléculaires. Des plantes vertes feuillues aux petites bactéries, la nature a conçu un système à deux composants: les assemblages supra-moléculaires sont intégrés dans des échafaudages de protéines ou de lipides. Le rôle de cet échafaudage n’est pas encore clair, mais des recherches récentes suggèrent que la character a peut-être fait évoluer ces environnements protéiques sophistiqués pour stabiliser leurs fragiles assemblages supra-moléculaires.



nous avons pu adapter le principle de base d’un échafaudage protecteur pour stabiliser notre antenne de collecte de lumière artificielle », a déclaré le Dr Kara Ng. Ses co-auteurs incluent Dorthe M. Eisele et Ilona Kretzschmar, tous deux professeurs au CCNY, et Seogjoo Jang, professeur au Queens Faculty.

Jusqu’à présent

« L’échec peut résider dans le paradigme de conception des architectures actuelles de cellules solaires », a déclaré Eisele. Cependant, elle et son équipe de recherche « ne visent pas à améliorer les conceptions de cellules solaires qui existent déjà. Mais nous voulons apprendre des cooks-d’œuvre de la nature pour inspirer de toutes nouvelles architectures de récupération d’énergie solaire », a-t-elle ajouté.

Inspirés par la nature, les chercheurs démontrent remark de petites molécules de réticulation peuvent surmonter les road blocks à la fonctionnalisation des assemblages supra-moléculaires. Ils ont découvert que les molécules de silane peuvent s’auto-assembler pour previous un échafaudage stabilisateur imbriqué autour d’une antenne de collecte de lumière supra-moléculaire artificielle.

« Nous avons montré que ces matériaux intrinsèquement instables peuvent désormais survivre dans un appareil, même à travers de multiples cycles de chauffage et de refroidissement », a déclaré Ng. Leur travail fournit la preuve de concept qu’une conception d’échafaudage en forme de cage stabilise les assemblages supra-moléculaires contre les facteurs de tension environnementaux, tels que les fluctuations de température extrêmes, sans perturber leurs propriétés favorables de récupération de la lumière.

La recherche a été soutenue par le Martin and Michele Cohen Fund for Science du CCNY le bureau des sciences de l’énergie de base et la Nationwide Science Basis (NSF CREST Ideals et NSF-Vocation).