(PhysOrg.com) -- Sur des milliards d'années, les plantes ont développé des systèmes de collecte de lumière solaire très efficaces. Maintenant, les scientifiques essaient d'exploiter les systèmes finement réglés des plants de tabac afin de les utiliser comme éléments constitutifs des cellules solaires. Les scientifiques prédisent que la technique pourrait conduire à la production de produits peu coûteux, cellules solaires biodégradables.

Dans une étude récente, des scientifiques de l'UC Berkeley dirigés par Matt Francis ont démontré comment programmer les plants de tabac pour tirer parti de la manière efficace dont ils collectent la lumière du soleil. Plutôt que d'essayer de reprogrammer toutes les cellules d'un plant de tabac mature, les scientifiques ont génétiquement modifié un virus appelé virus de la mosaïque du tabac pour faire le travail à leur place. Les chercheurs ont pulvérisé le virus modifié sur une culture de plants de tabac, et le virus a poussé les cellules végétales à produire beaucoup de chromophores artificiels, qui transforment les photons de la lumière solaire en électrons.

Pour que les chromophores fonctionnent, cependant, ils doivent être espacés à une distance précise les uns des autres - environ deux ou trois nanomètres. Un peu plus près ou plus loin, et le courant électrique sera soit arrêté, soit les électrons seront très difficiles à récolter.

Heureusement, les cellules des plants de tabac ont évolué pour espacer les chromophores à cette distance exacte, les alignant en une longue spirale de plusieurs centaines de nanomètres de long. En exploitant cette structure, les chercheurs pourraient profiter de milliards d'années d'évolution pour faire pousser des brins de chromophores parfaitement espacés.

« Sur des milliards d'années, l'évolution a établi exactement les bonnes distances entre les chromophores pour leur permettre de capter et d'utiliser la lumière du soleil avec une efficacité inégalée, " dit François.

Étant donné que les plants de tabac modifiés eux-mêmes ne produisent pas d'électricité, les chercheurs doivent récolter les plantes et extraire les structures chromophores. Puis, les scientifiques peuvent dissoudre les structures dans une solution liquide, puis vaporisez la solution sur un substrat en verre ou en plastique pour créer une cellule solaire. Jusque là, les scientifiques n'ont pas encore démontré que les cellules solaires résultantes peuvent transformer la lumière en énergie électrique.

Par rapport aux cellules solaires traditionnelles, ceux fabriqués à partir de plantes pourraient avoir plusieurs avantages potentiels. Par exemple, ils ne nécessitent pas l'utilisation de produits chimiques toxiques, ils sont biodégradables, et ils sont peu coûteux à produire. D'autre part, les cellules solaires biosourcées auraient probablement une durée de vie plus courte que les cellules solaires au silicium.

En plus d'utiliser du tabac, les chercheurs ont également démontré comment manipuler E. coli bactéries pour produire des structures chromophores. Dans ce cas, les chercheurs n'ont pas utilisé de virus, mais modifié les bactéries directement.

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