रूस के वैज्ञानिकों ने विकसित किये क्वांटम डॉट्स और फोटोसेन्सिटिव प्रोटीन वाले सोलर पैनल

मॉस्को के नेशनल रिसर्च न्यूक्लियर यूनिवर्सिटी के वैज्ञानिकों ने हाइब्रिड सामग्री के आधार पर एक नए प्रकार के सौर पैनल बनाए हैं, जिसमें क्वांटम डॉट्स और फोटोसेन्सिटिव प्रोटीन शामिल हैं. वैज्ञानिकों का मानना है कि इसमें सौर ऊर्जा और ऑप्टिकल कंप्यूटिंग की काफी संभावनाएं हैं. यह जानकारी मास्को इंजीनियरिंग भौतिकी संस्थान के अध्ययन के परिणाम में बायोसेंसर और बायोइलेक्ट्रॉनिक जर्नल में प्रकाशित किए गए थे.

जर्नल के अनुसार एककोशिकीय जीवों के जीवाणु प्रोटीन, बैक्टीरियोरोडोप्सिन, प्रकाश की ऊर्जा को रासायनिक बंधों (जैसे पौधों में क्लोरोफिल) की ऊर्जा में परिवर्तित कर सकते हैं. यह कोशिका झिल्ली के माध्यम से एक सकारात्मक चार्ज के हस्तांतरण के कारण होता है. बैक्टीरियोरोडोप्सिन एक प्रोटॉन पंप के रूप में कार्य करता है, जो इसे सौर पैनल का तैयार-से-उपयोग करने वाला प्राकृतिक तत्व बनाता है.

बैक्टीरियोरहोपोप्सिन और क्लोरोफिल के बीच एक महत्वपूर्ण अंतर ऑक्सीजन के बिना काम करने की क्षमता है, जिससे आर्किया मृत सागर की गहराई की तरह बहुत आक्रामक वातावरण में रह सकती है. इस क्षमता ने उनके उच्च रासायनिक, थर्मल और ऑप्टिकल स्थिरता को विकसित किया है. इसी समय, प्रोटॉन पंप करके, बैक्टीरियोरोडोप्सिन एक सेकंड के एक अरबवें हिस्से में कई बार रंग बदलता है. यही कारण है कि यह होलोग्राफिक प्रसंस्करण इकाइयों को बनाने के लिए एक आशाजनक सामग्री है.

नेशनल रिसर्च न्यूक्लियर यूनिवर्सिटी के वैज्ञानिकों ने क्वांटम डॉट्स अर्धचालक नैनोकणों को केवल कुछ नैनोमीटर के पैमाने पर प्रकाश ऊर्जा को केंद्रित करने और प्रकाश उत्सर्जक किए बिना इसे बैक्टीरियोरोडॉप्सिन में संचारित करने में सक्षम अर्धचालक नैनोकणों के गुणों में सुधार करने में सक्षम किया है.

वैज्ञानिकों ने बताया कि “हमने एक बहुत ही कुशल, संचालन करने वाली फोटोसेंसिटिव सेल बनाई है जो बहुत कम फोटॉन उत्तेजना के तहत प्रकाश को परिवर्तित करके विद्युत प्रवाह उत्पन्न करती है. सामान्य परिस्थितियों में, इस तरह के एक सेल काम नहीं करता है क्योंकि जीवाणुनाशक के रूप में सहज अणु प्रभावी रूप से केवल एक बहुत ही संकीर्ण ऊर्जा सीमा में प्रकाश को अवशोषित करते हैं. लेकिन क्वांटम डॉट्स एक बहुत विस्तृत श्रृंखला में ऐसा करते हैं और यहां तक कि दो निचले-ऊर्जा फोटॉन को एक उच्च-ऊर्जा फोटॉन में बदल सकते हैं.

वैज्ञानिकों के अनुसार, उच्च-ऊर्जा फोटॉन के विकिरण के लिए स्थितियां बनाते हुए, एक क्वांटम डॉट इसे विकीर्ण नहीं कर सकता है, बल्कि इसे बैक्टीरियोरोडोप्सिन में संचारित कर सकता है. इस प्रकार, नेशनल रिसर्च न्यूक्लियर यूनिवर्सिटी के वैज्ञानिकों ने ऑप्टिकल स्पेक्ट्रम के पराबैंगनी क्षेत्रों के निकट-अवरक्त से विकिरण के तहत संचालन करने में सक्षम सेल का निर्माण किया है.

शोधकर्ताओं के अनुसार, प्राप्त परिणाम बायोस्ट्रक्चर के आधार पर अत्यधिक प्रभावी फोटोसेंसिटिव तत्व बनाने की क्षमता दिखाते हैं. उनका उपयोग न केवल सौर ऊर्जा प्रदान करने के लिए किया जा सकता है, बल्कि ऑप्टिकल कंप्यूटिंग में भी किया जा सकता है. लेखकों ने जैव-हाइब्रिड नैनोस्ट्रक्चर सामग्री की उच्च गुणवत्ता और पर्याप्त मार्जिन द्वारा दक्षता में संभावित वृद्धि के साथ सर्वश्रेष्ठ वाणिज्यिक नमूनों को पार करने की संभावना पर जोर दिया. इस दिशा में अनुसंधान दल का अगला लक्ष्य प्रकाश संश्लेषक कोशिका की संरचना का अनुकूलन करना है.