Создание искусственных листьев – это попытка воспроизвести природный процесс фотосинтеза, в ходе которого растение создает питательные вещества, используя энергию солнечного света.
Химикам это удается с большим трудом, потому что для химических реакций солнечной энергии недостаточно. Как сообщило агентство Reuters, группе ученых под руководством Тимоти Ноэля (Timothy Noel) из Технического университета Эйндховена (Eindhoven University of Technology) удалось преодолеть эту проблему с помощью новых материалов, люминесцентных солнечных концентраторов, которые применяются в солнечных батареях для повышения их эффективности. За счет особых молекул, чувствительных к свету, эти материалы поглощают больше солнечного света, который затем преобразуется в энергию. Кремниевая оболочка использованных голландскими исследователями концентраторов снабжена особыми микроканалами, по которым можно закачивать жидкость, содержащую необходимые для синтеза лекарств вещества. При последующем контакте жидкости с поглощенной солнечной энергией запускается химический синтез целевого продукта. «Теоретически вы можете использовать эти устройства для производства лекарственных соединений солнечной энергией где угодно — синтезировать лекарство от малярии в джунглях или парацетамол на Марсе, когда его колонизируют в будущем», говорит Ноэль.
В экспериментах голландских ученых устройство, сделанное из кремнийсодержащей резины, работало и при рассеянном свете, в этих условиях искусственный лист показал на 40% большую эффективность по сравнению с аналогами без люминесцентных солнечных концентраторов. Это означает, что его можно использовать для синтеза и в облачную погоду. Ноэль с коллегами опубликовали статью об искусственном листе на люминесцентных солнечных концентраторах в журнале Angewandte Chemie. Как отмечают авторы, можно создать целое дерево с множеством различных листьев, ведущих параллельный синтез. «Это дешевое производство с большим потенциалом, а для того чтобы оно стало широко доступным для химических инженеров потребуется от пяти до 10 лет», считает Ноэль.
Для коммерциализации изобретения нужно поработать над масштабированием процесса, эффективного в прототипном устройстве, отмечают авторы. Растения — производители фармацевтических препаратов уже известны, в 2012 году американское Управление контроля качества пищевых продуктов и лекарственных препаратов (FDA) одобрило лекарство от редкой болезни Гоше — Elelyso от компании Pfizer and Protalix Biotherapeutics – производимое генетически модифицированными клетками моркови.
Марина Аствацатурян, научный обозреватель
