Фотогальванические элементы на кремнии известны давно и успешно используются. Однако специалисты разных стран утверждают, что вскоре их потеснит дешевая и экологичная органика – живые клетки простых организмов.

В России это, в первую очередь, морские водоросли. А исследователи из Швеции и Великобритании взялись доказать, что для той же цели можно эффективно использовать белок медуз.

Сперва, как сообщается на интернет-ресурсе membrana.ru, открытие совершили шведские ученые из технологического университета Чалмерса. Они изготовили прототип солнечной ячейки, в конструкцию которой введен необычный элемент – зеленый флюоресцентный протеин хрустальной медузы.

Традиционно зеленый флюоресцентный белок (GFP) используется как светящаяся метка в клеточной и молекулярной биологии при изучении экспрессии генов. Именно «светящемуся» белку мы обязаны множеством трансгенных видов живых организмов. За открытие и применение этого неоценимого инструмента ученые, выделившие GFP, были отмечены Нобелевской премией по химии 2008 года.

Живые ткани, «подсвеченные» с помощью GFP, открыли в свое время ученым возможность наблюдать за недоступными ранее процессами – ростом нервных клеток и раковых опухолей.

Почти полвека ученые пользовались GFP, не представляя, какова истинная функция белка в природе – она была открыта только в 2009 году. Тогда совершившие прорыв российские исследователи выяснили, что GFP ответственен за процесс, походящий на фотосинтез, и, возможно, помогает организмам чувствовать свет.

В таком ключе белок исследовали и шведские специалисты, которые собрали фотогальваническую ячейку из двух алюминиевых электродов с подложкой из диоксида кремния.

Электроды разделяет небольшое расстояние, где и находится упомянутый белок. При облучении ультрафиолетом он поглощает фотоны и производит электроны.

Белок медузы был выбран исследователями по причине дешевизны. Кроме того, его не нужно дополнительно обрабатывать перед опытом.
Кроме того, ученые интегрировали данный протеин в биологический топливный элемент, не требующий внешнего источника света. Фотоны в таком устройстве создаются смесью веществ, таких, как магний и ферменты люциферазы, наблюдаемые в организмах светлячков и морских анютиных глазок.

Хрустальные медузы – не единственные поставщики материала для органических солнечных ячеек. Другая группа ученых из лаборатории CREST при Кембридже разработала похожий прибор, в состав которого входят водоросли.

Пленку из фотосинтезирующих клеток ученые разместили поверх прозрачного проводника. Последний обращен к покрытому платиновыми наночастицами катоду из углерода. Клетки водорослей в таком приборе начинают под воздействием солнца расщеплять воду и выделять кислород, электроны и протоны.

Прежде чем электроны пойдут на преобразование диоксида углерода в органические соединения, устройство словно вытягивает их из клеток – и во внешней цепи идет слабый ток.