Відтворення фотосинтезу «в пробірці» поки що залишається неможливим. Але розробники не сумують - штучне листя можна використовувати для вироблення енергії і куди більш простим шляхом: випаровуванням вологи.
Живі рослини постійно «потіють», поглинаючи вологу корінням і випаровуючи її з поверхні листя. Цей процес називається транспірацією, і він забезпечує переміщення поживних речовин у рослині (адже у нього немає м'язів, що скорочуються, як у тварини). Завдяки транспірації мінеральні сполуки можуть піднятися з-під землі на десятки метрів вгору, досягаючи найвищих деревних крон. Приблизно так само влаштовані і нові штучні листя, але випаровування вологи з них призводить до іншого результату - вироблення електрики.
Група вчених та інженерів, які працюють під керівництвом Мішеля Махарбіза (Michel Maharbiz), створила подібну установку з використанням скляного «листя», що складається з цілої мережі найдрібніших капілярів, організованих так само, як капіляри в живому листі рослини. Самі «листя» занурені в рідину, але найтонші з капілярів висовуються назовні, і через їх відкриті просвіти вода може спокійно випаровуватися. Система в цілому створює потік рідини, поточний з цілком пристойною швидкістю - 1,5 см в секунду (54 м/год).
Стінки центральної «посудини» з'єднані з металевими електродами, а ті, своєю чергою, підключаються до електричного ланцюга. Тепер з потоком води достатньо подавати регулярно бульбашки повітря. Різні електричні властивості води і повітря дозволяють з кожною бульбашкою змінювати напругу між електродами, і створювати в ланцюгу струм. Якщо говорити в цифрах, то в експериментальній установці, зібраній вченими, проходження кожної бульбашки створювало від 2 до 5 мкВ. Ця енергія може повільно, але вірно накопичуватися на акумуляторі.
Для повноцінної та ефективної установки з вироблення електрики, звичайно, цього поки недостатньо. Однак якщо створити на її основі більш потужну систему, розміром вже не з аркуш, а з ціле велике дерево, вона буде цілком вигідною. Звичайно, Махарбіз зізнається, що такі системи за ефективністю нездатні замінити навіть сонячні батареї, але в якості допоміжних цілком підійдуть. Наприклад, частину енергії, що виробляється з сонячних променів, можна направити на подачу води в «штучний лист», і загальна продуктивність такого тандему буде вищою.
Варто зауважити, що при створенні більш великих таких систем з'являється нова складність. Рух рідини по капіляру забезпечується змочуванням, а в кінцевому підсумку - силою поверхневого натягнення. Однак введення в рідину бульбашок порушує «зчеплення» між її молекулами і істотно послаблює цю силу. Втім, вчені не ніяковіють цим питанням: замість бульбашок цілком можна використовувати інші «вставки» в потік води. Наприклад, це можуть бути фрагменти ізолюючого матеріалу, який, обертаючись на ободі невеликого коліщатка, буде час від часу вторгатися протягом, змінюючи напругу між електродами точно так само, як це роблять поки що бульбашки повітря.
До речі, роботи Мішеля Махарбіза і його колег нерідко привертають увагу преси. Відтворюючи природні процеси і системи в штучних умовах, він нерідко домагається вкрай цікавих - і перспективних результатів. Досить згадати його участь у розробці штучної комахи-шпигуна («Жучки») або ще одну систему вироблення струму, яка натхненна пристроєм насіннєвих коробочок рослин («Нанодинамо»).
Публікація New Scientist Tech
