Соларна ќелија од само еден молекул

Научниците развиле метод за мерење на фотоструите во единечен функционален фотосинтетички протеински систем. Тие се убедени дека можат да покажат дека еден ваков систем би можел да се интегрира во синтетичка фотоволтаична архитектура, а сепак притоа да може да си ги задржи своите биомолекуларни функционални својства.

Протеинот во основа претставува фотоосетлива и високоефикасна електронска пумпа составена од само еден молекул  – пумпа која има потенцијал да служи како електричен генератор во електрични кола со нанометриски димензии.

Истражувачите го испитувале реакциониот центар на фотосистем-I, кој претставува хлорофилски протеински комплекс сместен во мембраните на хлоропластите и цијанобактериите. Фотосинтезата е процес кој се одвива во растенијата, алгите и некои бактерии со цел да се претвори сончевата енергија во хемиска, која потоа може да се користи или складира. Почетните фази на овој процес, каде се апсорбира светлината а се пренесуваат енергија и електрони, се одвиваат со посредство на фотосинтетички протеини составени од хлорофил и каротеноидни комплекси.

Пред ова откритие не постоеја доволно осетливи методи за мерење на фотоструите кои се генерирани од само еден протеин. Фотосистемот-I се одликува со извонредни оптоелектрички својства кои можат да се сретнат единствено кај фотосинтетичките системи. Малите димензии (нанометри) го прават фотосистем-I уште повеќе погоден за употреба во молекуларна оптоелектроника.

Главниот предизвик на физичарите беше да развијат метод за остварување електричен контакт со молекул во силно електричномагнетно поле. Централниот елемент на вака реализираниот наноуред се фотосинтетичките протеини кои сами се поврзуваат со златна електрода. Потоа фотоструите се мереле со помош на позлатена стаклена игла ставена во близина на полето и набљудувана под микроскоп. На фотосинтетичките протеини се делувало со светлински флукс насочен низ стаклена игла која во исто време обезбедува електричен контакт. Со помош на оваа техника истражувачите биле во можност да ги измерат фотоструите кои се генерирале во еден единствен молекул од фотосинтетичкиот протеин.