Penyelidik di Universiti Linkoping, Sweden, telah mengembangkan molekul yang menyerap tenaga dari cahaya matahari dan menyimpannya dalam ikatan kimia. Kemungkinan penggunaan jangka panjang molekul adalah untuk menangkap tenaga suria dengan cekap dan menyimpannya untuk penggunaan kemudian. Hasil terkini telah diterbitkan dalam Journal of the American Chemical Society, JACS.
Bumi menerima tenaga berkali-kali lebih banyak daripada matahari daripada yang kita gunakan. Tenaga ini diserap oleh kemudahan tenaga suria, tetapi salah satu cabaran tenaga suria adalah menyimpannya dengan cekap, sehingga tenaga itu tersedia ketika matahari tidak bersinar. Ini menyebabkan para saintis di Universiti Linkoping menyiasat kemungkinan menangkap dan menyimpan tenaga suria dalam molekul baru.
GG quot; Molekul kami dapat mengambil dua bentuk yang berbeza: bentuk induk yang dapat menyerap tenaga dari sinar matahari, dan bentuk alternatif di mana struktur bentuk induk telah diubah dan menjadi lebih kaya dengan tenaga, sementara tetap stabil.
Ini memungkinkan untuk menyimpan tenaga di bawah sinar matahari dalam molekul dengan cekap&;, kata Bo Durbeej, profesor fizik komputasi di Jabatan Fizik, Kimia dan Biologi di Universiti Linkoping, dan pemimpin kajian.
Molekul itu tergolong dalam kumpulan yang dikenali sebagai" penyihir foto molekul" ;. Ini selalu tersedia dalam dua bentuk, isomer, yang berbeza dalam struktur kimianya. Kedua-dua bentuk mempunyai sifat yang berbeza, dan dalam hal molekul yang dikembangkan oleh penyelidik LiU, perbezaan ini adalah pada kandungan tenaga. Struktur kimia semua penyihir foto dipengaruhi oleh tenaga cahaya.
Ini bermaksud bahawa struktur, dan dengan demikian sifat, penyihir foto dapat diubah dengan menerangnya. Salah satu bidang aplikasi untuk penyihir foto adalah elektronik molekul, di mana kedua-dua bentuk molekul mempunyai kekonduksian elektrik yang berbeza. Bidang lain adalah fotofarmakologi, di mana satu bentuk molekul aktif secara farmakologi dan dapat mengikat protein sasaran tertentu dalam tubuh, sementara bentuk yang lain tidak aktif.
GG # 39; biasa dalam penyelidikan bahawa eksperimen dilakukan terlebih dahulu dan kerja teoretikal kemudian mengesahkan hasil eksperimen, tetapi dalam hal ini prosedurnya dibalikkan. Bo Durbeej dan kumpulannya bekerja dalam kimia teori, dan melakukan pengiraan dan simulasi tindak balas kimia.
Ini melibatkan simulasi komputer lanjutan, yang dilakukan pada superkomputer di Pusat Superkomputer Nasional, NSC, di Linkoping. Pengiraan menunjukkan bahawa molekul yang telah dikembangkan oleh para penyelidik akan mengalami reaksi kimia yang mereka perlukan, dan ia akan berlaku dengan sangat cepat, dalam 200 femtosecond. Rakan-rakan mereka di Pusat Penyelidikan Sains Alam di Hungary kemudian dapat membina molekul itu, dan melakukan eksperimen yang mengesahkan ramalan teoritis.
Untuk menyimpan sejumlah besar tenaga suria dalam molekul, para penyelidik telah berusaha membuat perbezaan tenaga antara dua isomer seluas mungkin. Bentuk induk molekul mereka sangat stabil, sifat yang terdapat dalam kimia organik dilambangkan dengan mengatakan bahawa molekul itu adalah&"aromatik GG";
Molekul asas terdiri daripada tiga cincin, masing-masing beraroma. Namun, ketika menyerap cahaya, aromatiknya hilang, sehingga molekul menjadi lebih kaya dengan tenaga. Para penyelidik LiU menunjukkan dalam kajian mereka, yang diterbitkan dalam Journal of the American Chemical Society, bahawa konsep beralih antara keadaan aromatik dan bukan aromatik molekul mempunyai potensi besar dalam bidang penyihir foto molekul.
GG quot; Sebilangan besar tindak balas kimia bermula dalam keadaan di mana molekul mempunyai tenaga tinggi dan seterusnya berpindah ke satu dengan tenaga rendah. Di sini, kita melakukan sebaliknya - molekul yang mempunyai tenaga rendah menjadi satu dengan tenaga tinggi. Kami menjangkakan ini sukar, tetapi kami telah menunjukkan bahawa kemungkinan reaksi seperti itu berlaku dengan cepat dan efisien&;, kata Bo Durbeej.
Para penyelidik kini akan mengkaji bagaimana tenaga yang tersimpan dapat dibebaskan dari bentuk molekul yang kaya dengan tenaga dengan cara yang terbaik.
