Một nhóm nghiên cứu của Đại học Bắc Carolina đã phát triển một thiết bị năng lượng mặt trời dạng keo nước - gọi là “lá nhân tạo” - có khả năng hoạt động như pin mặt trời tạo ra dòng điện. Các thiết bị này được đánh giá là nhiều tiềm năng tiết kiệm chi phí và thân thiện hơn với môi trường.
“Lá nhân tạo” sản xuất điện năng. (Ảnh mang tính minh họa)
Các thiết bị có thể uốn cong này có thành phần là keo nước chứa các phân tử nhạy sáng kết hợp với các điện cực phủ chất liệu cacbon, ví dụ như ống nano cacbon hoặc than chì. Các phân tử nhạy sáng trở nên “kích động” khi ánh sáng mặt trời chiếu vào và sản sinh ra điện năng; cơ chế này tương tự như cơ chế kích thích tổng hợp đường để sinh trưởng của phân tử thực vật.
Nhóm nghiên cứu hy vọng sẽ tìm ra phương thức chế tạo được những vật liệu mà thiên nhiên sử dụng để tạo ra năng lượng mặt trời. So với phương pháp tổng hợp phân tử nhạy sáng, những sản phẩm có nguồn gốc từ tự nhiên - như chất diệp lục - dễ dàng tích hợp vào các thiết bị nói trên hơn nhờ cấu trúc ma trận keo nước (water-gel matrix) của chúng.
Hiện tại, nhóm đang thực hiện tinh chỉnh các thiết bị quang điện bằng nước, giúp chúng trở nên giống với lá thật hơn. Bước tiếp theo này là nhằm mô phỏng cơ chế tự tái sinh của thực vật. Tuy nhiên, khó khăn ở đây là phải thay đổi chất liệu keo nước và các phân tử nhạy sáng để nâng cao hiệu quả hoạt động cho pin mặt trời. Nhóm cho biết nếu làm được điều này, tương lai các mái nhà sẽ được bao phủ bởi các lớp pin mặt trời “lá nhân tạo” mô phỏng cơ chế tạo điện năng của thực vật.
Hiện tại, việc ứng dụng công nghệ mới này vẫn chưa được công bố do hiệu suất hoạt động của pin vẫn còn thấp. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu tin rằng các khái niệm sinh học về thiết bị điện năng dạng “mềm” trong tương lai sẽ là một nguồn thay thế các loại công nghệ - dạng - cứng hiện nay.