Фотосинтетичні водорості розвивають унікальні пігменти для захисту від сонячного світла та підвищення енергетичної ефективності

Захист водоростей від сонця: природне натхнення для сонячних технологій

Мариновані зелені водорості винайшли унікальний спосіб захисту від надмірного сонячного світла. Дослідження, проведене Осака метрополітенським університетом разом із міжнародними партнерами, виявило, що пігмент сифонеїн відіграє роль захисного щита для водоростей. Цей пігмент дозволяє водоростям зберігати ефективну фотосинтезу, не зазнавши пошкоджень від надмірного впливу світла.

У центрі уваги опинилася морська водорість Codium fragile, яка, подібно до наземних рослин, містить світлозбірні комплекси з хлорофілом для поглинання сонячного світла. Проте Codium fragile виділяється своїм використанням унікальних каротиноїдів, таких як сифонеїн та сифонаксантин, які дозволяють їй ефективно засвоювати зелене світло навіть під водою. Це означає, що водорості можуть поглинати більше енергії, не зазнавши шкоди від окислювального стресу.

Дослідники встановили, що розташування сифонеїну в структурі антени світлозбору є вирішальним для процесу розсіювання енергії. Квантово-хімічне моделювання доводить ключову роль електронної структури в запобіганні окислювальних пошкоджень, що покращує фотосинтетичну ефективність. Це еволюційне пристосування дозволяє водоростям витримувати інтенсивне морське сонце, відкриваючи двері для біоінспірованих покращень у технології сонячної енергії.

Команда учених сподівається відкрити структурні особливості каротиноїдів, які максимізують ефективність розсіювання енергії. Це може призвести до революційних змін у дизайні штучних фотосинтетичних і відновлювальних енергетичних систем. Якщо вдасться втілити це у життя, ці водорості можуть стати джерелом натхнення для оновлення технологій сонячної енергетики.

Це дослідження, безумовно, підкреслює, що природа вже має розробки, які можуть надихнути нас на створення інноваційних екологічно чистих технологій. Використання природних механізмів може стати ключем до ефективнішого використання сонячної енергії у майбутньому.