Inspirado en la naturaleza: Diseñan modelo que sería capaz de utilizar la luz del sol para crear láseres
La luz de la estrella que constituye la mayor fuente de radiación electromagnética es abundante, pero difícil de almacenar y aprovechar, sin embargo las plantas ya han encontrado la manera de hacer esto a través de la fotosíntesis, un proceso en el que la luz solar, el agua y el carbono se transforman en alimento y energía.
Los láseres tradicionales funcionan con energía eléctrica de una batería o de la red, siempre supeditado a otra infraestructura eléctrica. Pero, un estudio de la Universidad Heriot-Watt asegura que se podría usar la luz del sol para “alimentar” láseres a través de un modelo bioinspirado, es decir, que emulan la forma de pensar, el modo de procesar información y resolución de problemas de los sistemas biológicos.
El Dr. Erik Gauger, del Instituto de Fotónica y Ciencias Cuánticas de Heriot-Watt, ha descrito cómo podría funcionar un nuevo láser alimentado por luz solar junto a un equipo de colegas internacionales, inspirándose en la naturaleza.
“La luz del sol es abundante, pero debido a que es diluida y variable, es difícil de recolectar, almacenar y aprovechar”, señaló en un comunicado de prensa. La naturaleza ya ha encontrado una manera de hacer esto a través de la fotosíntesis, proceso en el que las plantas convierten la luz solar, el agua y el carbono en alimento y energía.
Representación pictórica del principio de diseño presentado en el texto. Un complejo de antenas fotosintéticas recolecta energía de la luz solar, que se convierte en una excitación electrónica y se canaliza de manera eficiente a un dímero H ubicado en el medio. Aquí, la excitación se absorbe a un estado brillante de alta energía y se relaja rápidamente a un estado oscuro de baja energía. Este mecanismo evita la reemisión y permite la inversión de población entre los estados |L⟩ y |G⟩ y, por tanto, el láser. Crédito: DOI: 10.1088/1367-2630/ac2852
Gauger y sus colegas de Italia y México recurrieron a las bacterias moradas, un grupo de organismos fotosintéticos que se encuentran en estanques y lagos. “Las bacterias moradas tienen antenas en forma de anillo que tienen un centro de reacción en el medio que les permite convertir la luz solar en energía química”, agregó.
El resultado final podría ser un láser alimentado por energía solar de baja energía, pero útil para una variedad de aplicaciones como para energía verde, provocar procesos químicos o abordar la huella de carbono de procesos como la producción de fertilizantes.
El estudio fue publicado en New Journal of Physics.