(PhysOrg.com) -- Gedurende miljarden jaren, planten hebben zeer efficiënte systemen voor het verzamelen van zonlicht ontwikkeld. Nutsvoorzieningen, wetenschappers proberen de fijn afgestemde systemen in tabaksplanten te benutten om ze te gebruiken als de bouwstenen van zonnecellen. Wetenschappers voorspellen dat de techniek zou kunnen leiden tot de productie van goedkope, biologisch afbreekbare zonnecellen.

In een recente studie, wetenschappers van UC Berkeley onder leiding van Matt Francis hebben aangetoond hoe tabaksplanten kunnen worden geprogrammeerd om te profiteren van de efficiënte manier waarop ze zonlicht opvangen. In plaats van te proberen alle cellen van een volwassen tabaksplant te herprogrammeren, de wetenschappers hebben genetisch een virus gemanipuleerd dat het tabaksmozaïekvirus wordt genoemd om het werk voor hen te doen. De onderzoekers sproeiden het gemodificeerde virus op een gewas van tabaksplanten, en het virus zorgde ervoor dat de plantencellen veel kunstmatige chromoforen produceerden, die fotonen uit zonlicht omzetten in elektronen.

Om de chromoforen te laten werken, echter, ze moeten op een precieze afstand van elkaar worden geplaatst - ongeveer twee of drie nanometer. Een beetje dichterbij of verder uit elkaar, en de elektrische stroom zal ofwel worden stopgezet of de elektronen zullen heel moeilijk te oogsten zijn.

Dankbaar, tabaksplantencellen zijn geëvolueerd tot ruimtechromoforen op deze exacte afstand, ze op een rij in een lange spiraal van honderden nanometers lang. Door gebruik te maken van deze structuur, de onderzoekers konden profiteren van miljarden jaren van evolutie om perfect uit elkaar geplaatste strengen chromoforen te laten groeien.

"Gedurende miljarden jaren, evolution heeft precies de juiste afstanden tussen chromoforen vastgesteld om ze in staat te stellen licht van de zon te verzamelen en te gebruiken met een ongeëvenaarde efficiëntie, " zei Franciscus.

Aangezien de gemodificeerde tabaksplanten zelf geen elektriciteit opwekken, de onderzoekers moeten de planten oogsten en de chromofoorstructuren extraheren. Vervolgens, de wetenschappers kunnen de structuren oplossen in een vloeibare oplossing, en spuit de oplossing vervolgens op een glazen of plastic ondergrond om een ​​zonnecel te maken. Tot dusver, de wetenschappers hebben nog niet aangetoond dat de resulterende zonnecellen licht kunnen omzetten in elektrische energie.

Vergeleken met traditionele zonnecellen, die gemaakt van planten kunnen verschillende potentiële voordelen hebben. Bijvoorbeeld, ze vereisen geen gebruik van giftige chemicaliën, ze zijn biologisch afbreekbaar, en ze zijn goedkoop te produceren. Anderzijds, biogebaseerde zonnecellen zouden waarschijnlijk een kortere levensduur hebben dan siliciumzonnecellen.

Naast het gebruik van tabak, de onderzoekers demonstreerden ook hoe te manipuleren E coli bacteriën om chromofoorstructuren te produceren. In dit geval, de onderzoekers gebruikten geen virus, maar wijzigde de bacteriën direct.

© 2010 PhysOrg.com