Из листьев магнолии сделали прозрачные электроды
Листья растений действуют как фотохимические производства, перерабатывая воду и углекислый газ в углеводы и кислород. Тонкие, похожие на сети разветвленные структуры прожилок листьев обеспечивают клетки водой и питательными веществами, а также транспортируют возникающие в результате фотосинтеза углеводы в другие части растения.
Исследователи из Института фотонных технологий имени Лейбница обратили внимание, что эти растительные структуры и механизмы имеют много общего с электродами солнечных батарей и светодиодов, распределяющими электрический ток. Но если жилки листьев продолжают работать даже если они частично повреждены, то, например, частичное повреждение солнечной батареи приводит к существенному падению ее производительности.
«Крайне хитроумная система, созданная природой, вдохновила нас на то, чтобы сконструировать из прожилок листьев высокопроизводительные и при этом не требующие больших материальных затрат электроды», — рассказывает руководитель исследовательской группы доктор Гуобин Джиа.
Ученые растворили хлорофилл в листьях лилиецветной магнолии, металлизировали прожилки с помощью меди и пустили через них электрический ток. То есть сделали из «скелетов» листьев прозрачные электроды, обладающие при этом высокой производительностью: пленочное сопротивление такого электрода оказалось на два порядка ниже, чем у широко используемого сейчас в производстве прозрачных электродов оксида индия-олова. Показатели оптической передачи у «лиственных» электродов также оказались на достаточной высоте.
По словам разработчиков, применение их технологии позволит существенно сэкономить на материалах. Например, потребление серебра при при производстве солнечных батарей можно будет сократить до десятой доли от сегодняшних объемов. Кроме того, прозрачные электроды из природных материалов открывают новые перспективы в производстве аккумуляторов, суперконденсаторов, светодиодов и дисплеев.
Однако на этом авторы исследования не останавливаются и утверждают, что биомимикрия может найти самое широкое применение, например при организации дорожного движения, передаче данных или в создании электросетей. «Если мы с помощью математических моделей сможем лучше понять распределительную и транспортную функцию прожилок листьев, то это поможет нам организовать и совершенно другие, направленные в две стороны транспортные процессы», — говорит доктор Гуобин.
