QAZAQ GREEN.  Учёные из Сколтеха совместно с коллегами из МГУ, МФТИ и других научных организаций исследовали структуру панцирей диатомовых водорослей и обнаружили, что они обладают уникальными оптическими свойствами, которые могут быть использованы в высокотехнологичных устройствах — от солнечных панелей до систем искусственного фотосинтеза, сообщается на сайте института.

Результаты опубликованы в журнале Optica при поддержке Российского научного фонда.

Объектом исследования стал вид Coscinodiscus oculus-iridis — одноклеточные водоросли с жёстким панцирем из диоксида кремния, пронизанным симметричными отверстиями. Учёные выяснили, что эта структура демонстрирует так называемый эффект Тальбота: за счёт дифракции света на регулярной решётке отверстий свет фокусируется в строго определённых точках внутри панциря. Предполагается, что это помогает водорослям эффективнее улавливать солнечную энергию для фотосинтеза.

«Панцири диатомей — это не просто защита, они активно взаимодействуют со светом. Мы полагаем, что водоросли используют фокусировку света, чтобы оптимально распределить его внутри клетки, направляя на хлоропласты», — отметил доцент Центра инженерной физики Сколтеха Сергей Дьяков, первый автор исследования.

На следующем этапе команда планирует провести эксперимент с искусственным панцирем, увеличенным в масштабе, чтобы подтвердить теоретически предсказанный эффект.

По словам старшего научного сотрудника Центра фотоники Сколтеха Юлияны Цветинович, потенциал открытия огромен. «Мы всё больше понимаем, как природа организует оптические структуры. Эти знания могут лечь в основу новых сенсоров, саморегулирующихся светочувствительных покрытий, солнечных батарей и даже систем, преобразующих солнечную энергию в химическое топливо», – говорит Юлияна Цветинович.

Руководитель проекта профессор Дмитрий Горин подчёркивает: «Диатомеи — это настоящий шедевр природы. Мы только начинаем понимать, как много они могут рассказать нам о новых принципах взаимодействия света с материей».

В исследовании участвовали также учёные из Центра системного проектирования, Центра фотоники, Центра инженерной физики Сколтеха, МГУ, МФТИ, Карадагской биостанции РАН и Лимнологического института СО РАН.