Van een ring van eiwitten en kleurstoffen, half synthetisch, half natuurlijk, is een soort ‘lichtspons’ te maken die meer licht absorbeert dan natuurlijke lichtvangers. Planten en sommige bacteriën hebben een soort antennes om licht op te vangen en om te zetten in bruikbare energie. Die ‘antennes’ bestaan uit een eiwitgeraamte en kleurstoffen. Het aantal en de variatie in kleurstoffen bepaalt hoeveel van het zonlicht effectief wordt ingevangen.
Uitgaande van deze natuurlijke lichtsponzen zijn onderzoekers van de universiteit van Washington verder gaan experimenteren met kleurstoffen als Oregon-groen, rhodamine-rood en een synthetische variant van een bacteriële lichtspons die werkt in het nabije infrarood. Ze maakten twee typen lichtsponzen. Beide halfsynthetische lichtsponzen absorbeerden meer licht van het zonnespectrum dat de sponzen in een paarse bacterie, de inspiratiebron voor hun onderzoek. De halfsynthetische lichtvangers zijn ook veel eenvoudiger te maken dan de volledig synthetische.
De antennes zijn bedoeld in systemen waarvoor energie nodig is om, bijvoorbeeld, water te kunnen splitsen in waterstof en zuurstof of voor het bouwen van zeer kleine apparaatjes op molecuulschaal (molmotors).
De natuur heeft verschillende manieren om zonne-energie op te vangen, maar is daarbij volledig afhankelijk van kleurstoffen. Die stoffen hebben die kleur omdat ze bepaalde lichtfrekwenties (niet die van de kleur) sterk absorberen. De populairste kleurstof in de natuur is chlorofyl (bladgroen). Een vernuftig systeem, maar door het beperkte gebruik van de kleurstoffen missen planten en lichtbacteriën een belangrijk deel van het zonnespectrum en daarmee van de hoeveelheid energie die de zon ons biedt. Die, deels, synthetische kleurstoffen moeten dat gat opvullen en de opbrengst verhogen. Een van de betrokken onderzoekers, Jonathan Lindsey, stelt tijdens het onderzoek maar twee kleurstoffen zijn toegevoegd, maar dat dat er meer moeten zijn. “We onderzoeken hoever we kunnen gaan met het eiwit.”
Dat de lichtsponzen simpeler te maken zijn dan de volledig synthetische heeft er meer te maken dat de onderzoekers daarbij gebruik maakten van de zelfassemblage, een fenomeen waarbij onder de juiste omstandigheden de lichtspons als vanzelf wordt vormgegeven.
Bron: Science Daily
