Истраживачи са Универзитета Линкопинг у Шведској развили су молекул који апсорбује енергију сунчеве светлости и складишти је у хемијским везама. Могућа дугорочна употреба молекула је ефикасно хватање соларне енергије и њено складиштење за каснију потрошњу. Тренутни резултати су објављени у часопису Америцан Цхемицал Социети, ЈАЦС.
Земља прима много више енергије од сунца него што ми људи можемо да користимо. Ову енергију апсорбују соларни објекти, али један од изазова соларне енергије је њено ефикасно складиштење, тако да је енергија доступна када сунце не сија. То је научнике са Универзитета Линкопинг истражило да истраже могућност хватања и складиштења сунчеве енергије у новом молекулу.
ГГ „Наш молекул може попримити два различита облика: родитељски облик који може да апсорбује енергију сунчеве светлости и алтернативни облик у коме је структура родитељског облика промењена и постаје много богатија енергијом, а истовремено остаје стабилна.
То омогућава ефикасно складиштење енергије у сунчевој светлости у молекулу, каже Бо Дурбееј, професор рачунарне физике на Одељењу за физику, хемију и биологију на Универзитету Линкопинг и вођа студије.
Молекул припада групи познатој као ГГ; молекуларни фотопрекидачи ГГ ;. Они су увек доступни у два различита облика, изомери, који се разликују по хемијској структури. Ова два облика имају различита својства, а у случају молекула који су развили истраживачи ЛиУ, ова разлика је у садржају енергије. На хемијске структуре свих фотопрекидача утиче светлосна енергија.
То значи да се структура, а тиме и својства, фото-прекидача могу мењати осветљавањем. Једно од могућих подручја примене фотопрекидача је молекуларна електроника, у којој два облика молекула имају различиту електричну проводљивост. Друго подручје је фотофармакологија, у којој је један облик молекула фармаколошки активан и може се везати за одређени циљни протеин у телу, док је други облик неактиван.
У истраживању је уобичајено да се експерименти прво раде, а теоријски рад накнадно потврђује експерименталне резултате, али у овом случају поступак је обрнут. Бо Дурбееј и његова група раде у теоријској хемији и спроводе прорачуне и симулације хемијских реакција.
То укључује напредне рачунарске симулације, које се изводе на суперкомпјутерима у Националном суперрачунарском центру, НСЦ, у Линкопингу. Израчуни су показали да ће молекул који су истраживачи развили проћи кроз хемијску реакцију која им је била потребна и да ће се одвијати изузетно брзо, у року од 200 фемтосекунди. Њихове колеге из Истраживачког центра за природне науке у Мађарској тада су могле да изграде молекул и изведу експерименте који потврђују теоријско предвиђање.
Да би ускладиштили велике количине сунчеве енергије у молекулу, истраживачи су покушали да учине енергетску разлику између два изомера што већом. Родитељски облик њиховог молекула је изузетно стабилан, својство које се у органској хемији означава рекавши да је молекул ГГ "ароматични ГГ".
Основни молекул се састоји од три прстена, од којих је сваки ароматичан. Међутим, када апсорбује светлост, ароматичност се губи, тако да молекул постаје много богатији енергијом. Истраживачи ЛиУ показују у својој студији, објављеној у Јоурнал оф Америцан Цхемицал Социети, да концепт пребацивања између ароматичних и неароматичних стања молекула има велики потенцијал на пољу молекуларних фотопрекидача.
ГГ „Већина хемијских реакција започиње у стању када молекул има високу енергију, а затим прелази на ону са ниском енергијом. Овде радимо супротно - молекул који има малу енергију постаје онај са високом енергијом. Очекивали бисмо да ће ово бити тешко, али показали смо да је могуће да се таква реакција одвија и брзо и ефикасно ГГ “, каже Бо Дурбееј.
Истраживачи ће сада испитати како ускладиштена енергија на најбољи начин може да се ослободи из енергетски богатог облика молекула.
