(PhysOrg.com) - Durante miles de millones de años, las plantas han desarrollado sistemas de captación de luz solar muy eficientes. Ahora, Los científicos están tratando de aprovechar los sistemas finamente ajustados de las plantas de tabaco para utilizarlos como los componentes básicos de las células solares. Los científicos predicen que la técnica podría conducir a la producción de células solares biodegradables.

En un estudio reciente, Los científicos de UC Berkeley dirigidos por Matt Francis han demostrado cómo programar las plantas de tabaco para aprovechar la forma eficiente en que recolectan la luz solar. En lugar de intentar reprogramar todas las células de una planta de tabaco madura, los científicos diseñaron genéticamente un virus llamado virus del mosaico del tabaco para que hiciera el trabajo por ellos. Los investigadores rociaron el virus modificado en un cultivo de plantas de tabaco, y el virus hizo que las células vegetales produjeran muchos cromóforos artificiales, que convierten los fotones de la luz solar en electrones.

Para que los cromóforos funcionen, sin embargo, deben estar espaciados a una distancia precisa entre sí, alrededor de dos o tres nanómetros. Un poco más cerca o más lejos y la corriente eléctrica se detendrá o los electrones serán muy difíciles de recolectar.

Agradecidamente, las células de la planta de tabaco han evolucionado para espaciar cromóforos a esta distancia exacta, alineándolos en una larga espiral de cientos de nanómetros de largo. Explotando esta estructura, los investigadores podrían aprovechar miles de millones de años de evolución para cultivar hebras de cromóforos perfectamente espaciados.

"Durante miles de millones de años, La evolución ha establecido exactamente las distancias correctas entre los cromóforos para permitirles recolectar y utilizar la luz del sol con una eficiencia incomparable. dijo Francis.

Dado que las plantas de tabaco modificado por sí mismas no generan electricidad, los investigadores deben cosechar las plantas y extraer las estructuras cromóforas. Luego, los científicos pueden disolver las estructuras en una solución líquida, y luego rocíe la solución sobre un sustrato de vidrio o plástico para crear una celda solar. Hasta aquí, los científicos aún no han demostrado que las células solares resultantes puedan convertir la luz en energía eléctrica.

En comparación con las células solares tradicionales, los hechos a partir de plantas podrían tener varias ventajas potenciales. Por ejemplo, no requieren el uso de productos químicos tóxicos, son biodegradables, y su producción es económica. Por otra parte, Las células solares de base biológica probablemente tendrían una vida útil más corta que las células solares de silicio.

Además de consumir tabaco, los investigadores también demostraron cómo manipular E. coli bacterias para producir estructuras cromóforas. En este caso, los investigadores no usaron un virus, pero modificó las bacterias directamente.

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