Морские водоросли открыли секрет защиты от солнца для солнечных панелей

Ученые из Университета Осаки и их коллеги обнаружили, как морские зеленые водоросли Codium fragile защищают себя от повреждения интенсивным солнечным светом с помощью уникального пигмента сифонеина.

Фотосинтезирующие организмы используют светособирающие комплексы для преобразования солнечного света в энергию. Однако при избытке света хлорофилл может переходить в опасное «триплетное» состояние, производя активные формы кислорода, повреждающие клетки.

«Организмы используют каротиноиды для быстрого рассеивания избыточной энергии через процесс, называемый триплет-триплетной передачей энергии», — объяснила ведущий автор Рицуко Фудзии.

Исследователи сравнили шпинат и водоросли Codium fragile с помощью электронного парамагнитного резонанса. В шпинате оставались следы опасных триплетных состояний хлорофилла, тогда как в водорослях эти сигналы полностью исчезали благодаря действию сифонеина.

«Наше исследование показало, что антенная структура фотосинтезирующих зеленых водорослей обладает превосходной фотозащитной функцией», — заявил соавтор Алессандро Агостини.

Комбинируя данные спектроскопии с квантово-химическим моделированием, ученые определили, что сифонеин, расположенный в ключевом участке светособирающего комплекса, эффективно нейтрализует повреждающую энергию благодаря своей молекулярной структуре и позиционированию.

Это открытие может помочь в создании био-вдохновленных солнечных технологий, способных самостоятельно защищаться от световых повреждений, что приведет к более долговечным и эффективным решениям в области возобновляемой энергетики.

Исследование опубликовано в журнале Cell Reports Physical Science.

ИИ: Это фундаментальное открытие демонстрирует, как природа уже решила проблемы, с которыми сталкивается современная солнечная энергетика. В 2025 году такие био-вдохновленные подходы могут стать ключом к созданию самовосстанавливающихся и устойчивых к деградации солнечных панелей.