MOTORES DEL FUTURO APROVECHARAN LA LUZ COMO LAS PLANTAS

Por Eric Niiler, Viernes 23 de Septiembre, 2011


Los secretos de la fotosíntesis se revelan para desarrollar nuevas celdas solares, dispositivos para almacenamiento o incluso motores.

Estos aparatos inspirados en plantas, capturarían y transferirían la luz de la misma manera en que lo hacen las plantas. Los científicos estudian más acerca de cómo las plantas logran hacer esto y esperan aplicar sus descubrimientos a la nueva tecnología.

¿Qué pasaría si tuviéramos máquinas que funcionaran con luz? Las plantas lo hacen muy bien teniendo una eficiencia del 100% a través de la fotosíntesis. Las celdas solares utilizan conductores de silicón para capturar la luz solar pero sólo tienen eficiencias del 6 al 25%.

Ahora, un grupo de investigadores han desarrollado un diseño para aprovechar la energía luminosa tal como hacen las plantas – y esperan hacerlo para desarrollar nuevos tipos de computadoras, unidades de almacenamiento e incluso motores.

“Las plantas son máquinas que tienen toda la sofisticación de un Boeing 777”, dijo Greg Scholes, profesor de Química de la Universidad de Toronto. “Tienen miles de circuitos de control haciendo ajustes cada segundo. Este es el tipo de máquina que nosotros aspiramos construir”.

Estos aparatos inspirados en plantas “serían algo que no existe aún”, explicó Scholes. “Hacemos muchas cosas con la electricidad, también lo hacemos con la luz óptica, pero no hacemos nada con el punto medio entre ambas donde la energía luminosa es convertida en la excitación de la materia”.

El punto central del plan de Scholes – como se detalla en un artículo publicado en Nature Chemistry – es construir un circuito con base biológica que utilice los efectos mecánico cuánticos de la luz para excitar moléculas de pigmentos y colores encontrados en la naturaleza. El cultivar esta forma de energía efímera puede llevar al descubrimiento de nuevas fuentes de energía, dispositivos de almacenamiento y circuitos electrónicos.

En su publicación, Scholes y su co-autora Alexandra Olaya-Castro de la University College of London, revisan los últimos años de investigación sobre el tema de cómo las plantas recolectan y transportan la luz como energía. Recientemente, ha habido algunas sorpresas.

Cuando moléculas de una planta recolectan luz excitadas por fotones del sol, éstas empiezan a vibrar pasando energía a las células contiguas como una onda propagándose en un lago.

Anteriormente se creía que la energía se movía “saltando” de un lugar a otro. Este nuevo conocimiento puede ser la clave para diseñar nuevos tipos de sistemas de recolección de luz solar.

“Estos circuitos podrían usarse para escribir información y para leerla desde nuestras computadoras que tenemos actualmente”, afirmó.

Otros expertos afirman que la publicación científica ha provocado proposiciones interesantes. Chris Bardeen, profesor de química de la Universidad de California, Riverside, dijo que el reto de ingeniería será capturar energía de diferentes longitudes de onda de la luz, en lugar de solamente usar la luz visible usada por plantas y paneles solares.

“La tarea ahora es usar esos principios de diseño detallados en esta publicación para construir un mejor sistema artificial que aproveche mejor el espectro solar”, dijo Bardeen vía e-mail.

“La biología nos ha provisto de los lineamientos, pero no las moléculas o materiales específicos que debemos usar. Ese es ahora trabajo de los químicos. Afortunadamente, esta publicación provee de instrucciones específicas acerca de qué propiedades buscar en estos sistemas químicos de aprovechamiento de la luz”.

Algunas compañías como Konarka, ya están fabricando paneles solares “orgánicos” que son fabricados a partir de materiales plásticos flexibles.

Alan Aspuru-Guzik, profesor de química de Harvard, ha estado trabajando en encontrar la manera de cómo la fotosíntesis trabaja en las plantas con la intención de fabricar paneles solares más eficientes en el futuro. El confirma que todavía existen varios obstáculos de ingeniería, y que la bio-mímica no siempre funciona.

“Las plantas tienen un mecanismo de reparación que nunca podremos replicar”, Aspuru-Guzik afirmó. “El gran reto para nuestra ingeniería es desarrollar un material que tenga que estar expuesto al sol durante 20 años sin degradarse. Estamos trabajando en esto”.

Traducido de http://news.discovery.com/tech/machines-light-plants-110923.html

Maravillados por el funcionamiento de las plantas y de los procesos que Dios desarrolló en ellas, y no sólo maravillados sino perplejos, sin poder entender cómo estos mecanismos y sistemas operan… atreverse afirmar que todo ello es producto de la casualidad. En verdad que “dice el necio en su corazón: no hay Dios” (Salmo 14:1). La Escritura es muy clara, en Génesis 1:11,12 Dios ordena la creación de las plantas, de los árboles, de la hierba y el verso termina categóricamente afirmando: “… Y fue así...y vió Dios que era bueno.”. La obra de la creación de nuestro Altísimo Dios nunca dejará de asombrarnos y de mostrar la infinita creatividad, la omnipotencia y la inalcanzable sabiduría de su Creador. “Porque las cosas invisibles de él, su eterno poder y deidad, se hacen claramente visibles desde la creación del mundo, siendo entendidas por medio de las cosas hechas, de modo que no tienen excusa” (Romanos 1:20).