Российские физики обнаружили, что панцири одноклеточных диатомовых водорослей содержат уникальные наноструктуры, которые помогают более эффективно поглощать свет. Открытие, сделанное учёными из Сколтеха, может значительно повысить эффективность солнечных батарей и оптических приборов.
Исследование показало, что панцири водорослей вида Coscinodiscus oculus-iridis создают эффект, известный как эффект Тальбота. Он позволяет свету фокусироваться в определённых точках внутри панциря, что, вероятно, способствует более эффективному фотосинтезу. По словам доцента Сергея Дьякова, учёные не уверены, как именно эта структура возникла, но она, похоже, используется водорослями для улучшения фотосинтетических процессов.
В настоящее время учёные по всему миру изучают природные материалы и механизмы, которые используют растения и животные. Например, раки-богомолы могут наносить удары с силой пули, а кузнечики способны прыгать в сотни раз выше своей длины.
Команда из Сколтеха, МГУ и других исследовательских учреждений изучила структуру панцирей диатомовых водорослей, которые играют важную роль в экосистемах океанов, производя почти половину всей органики и четверть кислорода на Земле. Их жесткие стенки из диоксида кремния пронизаны множеством отверстий, создающих сложный узор.
Исследователи выяснили, что эти отверстия вызывают дифракцию света, создавая самоповторяющийся узор из светлых и темных пятен. Это приводит к концентрации света в областях, где находятся хлоропласты, что, в свою очередь, может повысить эффективность фотосинтеза. Учёные предполагают, что аналогичные принципы можно использовать для управления светом в оптических устройствах и солнечных батареях, что сделает их более эффективными и надежными.
Читайте ещё по теме:
Нейросеть от «Сколтеха» ускорит разработку безопасных твердотельных аккумуляторов
Новый алгоритм от Сколтеха и МФТИ: ИИ задействовали для поиска эффективных сплавов
