Международная команда ученых сделала значительный шаг к созданию искусственного фотосинтеза, синтезировав структуру из красителей, которая напоминает природный фотосинтетический аппарат растений. Полученная структура эффективно поглощает свет, разделяет носители заряда и быстро транспортирует их по всей системе. Работа опубликована в журнале Nature Chemistry (NChem).
Фотосинтез — это удивительный процесс, с помощью которого растения производят сахар и кислород из углекислого газа и воды, используя энергию солнечного света. Если бы человечество смогло воссоздать этот процесс искусственно, это бы открыло путь к использованию солнечной энергии для удаления углекислого газа из атмосферы и создания полезных соединений, включая углеводы и водород — потенциальный источник чистой энергии.
Процесс фотосинтеза сложен: он состоит из множества этапов и требует участия различных красителей, белков и молекул. Несмотря на это, наука продолжает добиваться успехов в создании его искусственного аналога.
Исследователи смогли воссоздать один из первых этапов природного фотосинтеза с помощью сложной структуры из искусственных красителей. Созданная ими структура состоит из четырех молекул красителей класса перилен-бисимида, которые работают согласованно, как в фотосинтетическом аппарате растений.
«Нам удалось инициировать транспорт заряда в этой структуре с помощью света и детально его проанализировать. Процесс оказался быстрым и эффективным. Это важный шаг на пути к искусственному фотосинтезу», — отметил Леандер Эрнст, аспирант Вюрцбургского университета, который синтезировал структуру.
Теперь команда планирует расширить наноструктуру с четырех компонентов до более сложной системы, чтобы создать своего рода молекулярный провод, способный поглощать световую энергию и эффективно передавать ее на большие расстояния. Такой прогресс откроет путь к созданию новых фоточувствительных материалов, которые можно будет использовать для искусственного фотосинтеза и производства чистой энергии.
