Un laser alimentato dalla luce solare potrebbe essere utilizzato al posto dei combustibili fossili per avviare processi chimici per la produzione ad alta intensità energetica di fertilizzanti, dicono gli scienziati. I laser convenzionali sono alimentati dall'energia elettrica. Anche se viene utilizzata l'elettricità di generazione rinnovabile, ciò richiede infrastrutture aggiuntive e l'energia viene invariabilmente persa lungo il percorso.
Il Dr. Erik Gauger dell'Istituto di Fotonica e Scienze Quantistiche di Heriot-Watt ha delineato, in uno studio pubblicato sul New Journal of Physics, come un nuovo laser alimentato dalla luce solare potrebbe funzionare. Ha lavorato con un team di colleghi internazionali e hanno preso ispirazione per il nuovo sistema dalla natura.
Gauger ha dichiarato: "La luce solare è abbondante, ma poiché è diluita e variabile, è difficile da raccogliere, conservare e imbrigliare. La natura ha già trovato un modo per farlo attraverso la fotosintesi, in cui le piante trasformano la luce solare, l'acqua e il carbonio in cibo ed energia".
"Abbiamo progettato un sistema bio-ispirato per un nuovo laser in grado di trasformare la luce solare naturale in un raggio laser coerente". Altri scienziati hanno già iniziato a lavorare su laser a energia solare, ma quelli progettati finora necessitano di sistemi elaborati e alti livelli di refrigerazione.
Gauger e i suoi colleghi dall'Italia e dal Messico si sono rivolti ai batteri viola, un gruppo di organismi fotosintetici trovati in stagni e laghi, come ispirazione per il loro nuovo sistema. "I batteri viola hanno antenne ad anello con un centro di reazione nel loro mezzo che consente loro di convertire la luce solare in energia chimica".
"Se riusciamo a trovare un modo per eliminare i centri di reazione e sostituirli con una struttura molto più semplice, potremmo usare un sacco di quelle strutture fotosintetiche modificate per convertire la luce solare in un raggio laser in condizioni ambientali".
"In particolare, il nostro design sarebbe autonomo e non richiederebbe né una fonte di alimentazione esterna, né complicate lenti circostanti di grandi dimensioni. Sarebbe leggero e portatile con componenti organici completamente naturali. Costituirebbe la fonte ultima di energia verde". "Abbiamo tutti questi ingredienti disponibili, dobbiamo solo trovare il modo migliore per giocare ai lego molecolari e assemblare le strutture".
Gauger afferma che il risultato finale potrebbe essere un laser a energia solare a bassa energia, ma comunque utile per una vasta gamma di applicazioni. "I laser a energia solare potrebbero essere utilizzati per generare energia verde o per realizzare processi chimici. Questo potrebbe contribuire a contenere l'impronta di carbonio di processi come la produzione di fertilizzanti, che è attualmente responsabile dell'1-2% del consumo globale di energia".