Recientemente, según un comunicado de prensa de la Universidad Heriot-Watt en Edimburgo, Reino Unido, el equipo de la universidad descubrió que la luz solar se puede usar para impulsar los láseres después de la investigación. La luz del sol, ya que es una de las fuentes de energía renovable más abundantes en la tierra, si se puede utilizar para el accionamiento láser, se convertirá en un importante punto de inflexión en el desarrollo futuro de la industria.
El complejo de antenas fotosintéticas recolecta energía de la luz solar, la convierte en excitaciones electrónicas y las agrupa de manera eficiente en un dímero H ubicado en el medio. Aquí, la excitación se absorbe en el estado brillante de alta energía y luego se relaja rápidamente al estado oscuro de baja energía. Este mecanismo evita la reemisión y permite la inversión de población entre los estados |L⟩ y |G⟩, permitiendo así la generación de láseres
Los láseres convencionales funcionan con electricidad de baterías o de la red. Incluso si se utiliza energía renovable, esto requiere infraestructura adicional y siempre hay pérdida de energía en el proceso. El uso de la luz solar para impulsar los láseres para iniciar procesos químicos en lugar de combustibles fósiles tiene mucho margen para el futuro, dice el equipo de investigación.
El Dr. Erik Gauger del Heriot-Watt Institute for Photonics and Quantum Science, quien describió previamente cómo funcionan los láseres impulsados por la luz solar en un estudio publicado en New Journal of Physics, habla sobre cómo la luz solar es abundante, pero difícil de recolectar, almacenar y uso porque es delgado y variable. La naturaleza ha encontrado una forma de hacerlo a través de la fotosíntesis, en la que las plantas convierten la luz solar, el agua y el carbono en alimento y energía.
El equipo ha diseñado un modelo biónico para un nuevo sistema láser que convierte la luz solar natural en un rayo láser coherente. Otros científicos han comenzado a trabajar en láseres solares, pero lo que se ha demostrado hasta ahora aún requiere sistemas complejos y altos niveles de refrigeración. el equipo con el que trabaja Gauger se convirtió en bacteria púrpura, un organismo fotosintético que se encuentra en estanques y lagos, para inspirar su nuevo sistema.
Las bacterias moradas tienen tentáculos en forma de anillos con un centro de reacción en el medio que convierte la luz solar en energía química, dijo Gauge, y agregó que si se pudiera encontrar una manera de eliminar el centro de reacción y reemplazarlo con una estructura más simple, un montón de fotosintéticos modificados. las estructuras podrían usarse para convertir la luz solar en rayos láser en condiciones ambientales.
Específicamente, este diseño no requeriría una fuente de alimentación externa ni una lente envolvente grande y compleja. Sería ligero y portátil con componentes orgánicos completamente naturales. Constituiría la última fuente de energía verde. Ahora que el equipo tiene todos estos componentes disponibles, solo necesita encontrar la mejor manera de jugar con el "Lego" molecular y ensamblar la estructura.
El resultado final podría ser un láser solar de baja energía que aún podría usarse para una variedad de aplicaciones, dijo Gauger. Los láseres solares podrían usarse para generar energía verde o para permitir procesos químicos. Esto podría abordar la huella de carbono de procesos como la producción de fertilizantes. Es muy emocionante que podamos utilizar los recursos de energía solar para lograr una reducción de las emisiones de carbono.
