Разрабатывая новые технологии, ученые все чаще обращаются за подсказками к живой природе. Эволюция - весьма талантливый инженер, у которого можно заимствовать готовые идеи. Для этого лишь нужно взглянуть на привычные нам вещи под новым углом.
Например, натуральные листья деревьев можно начать рассматривать как маленькие умные машины. Они поглощают солнечный свет и используют его энергию, чтобы с помощью молекул хлорофилла превращать углекислый газ и воду в глюкозу. Побочным эффектом этой реакции является выработка кислорода.
Исследователи из Технологического университета Эйндховена (TUE) решили найти фотосинтезу более интересное применение. Они разработали искусственные листья, которые под воздействием солнечного света вырабатывают медицинские препараты и топливо.
Листья сделаны из полупрозрачных материалов, которые пропускают солнечный свет и направляют его к крошечным микрофлуидным каналам. Каналы пронизывают тело листа, как вены под кожей. По каналам течет химический состав, в котором под воздействием солнечной энергии запускается химическая реакция, преобразующая жидкость в новое вещество. На выходе получается нечто полезное, вроде медицинского препарата или топлива.
Первый дизайн искусственного листа был представлен еще в 2016 году, но тогда конструкция была выполнена из силиконовой резины. Сейчас материал заменен на оргстекло. “Этот материал дешевле и его легко изготовить в больших количествах. Также он имеет более высокий показатель преломления, так что свет лучше распространяется по нему. Но самое главное - мы можем добавить больше типов светочувствительных молекул в оргстекло. В результате, в этом реакторе могут происходить химические реакции, активирующиеся при всем спектре видимого света”, - поясняет ведущий исследователь проекта Тимоти Ноэль.
В ходе тестов искусственный лист смог успешно производить два разных медицинских препарата: артименсин, эффективный против малярии, и аскаридол, который используется для борьбы с паразитарными червями.
Учитывая его небольшой размер и масштабируемость устройства, искусственный лист может использоваться для производства лекарств на месте. Например, лекарства от малярии можно будет изготавливать прямо в тропических регионах, наиболее подверженных риску заболевания малярией. Это позволит существенно экономить на доставке медикаментов. Также разработку смогут использовать первые колонисты на Луне и Марсе. Ведь солнечный свет будет эффективен даже на чужих планетах.
В течение года ученые намерены провести первые коммерческие испытания технологии и начать выпуск искусственных листьев для потребительского рынка.
