Aus DNA: Mikro-Solarzellen zum Einfangen von Sonnenlicht

Die innovative Idee stammt von einem Forscherteam der University of Arizona, das lichtempfindliche Pigmente auf einem DNA-Strang aufgebracht hat.

Regelrechte Miniatur-Solarzellen, die die Energie der Sonne mit maximaler Effizienz einfangen können. Das Projekt ist das Werk eines Forscherteams unter der Leitung von Hao Yan, Yan Liu und Neal Woodbury von der Arizona State University, die Nanoantennen geschaffen haben, indem sie besondere Pigmente auf DNA-Strängen aufbrachten und so den Prozess der Photosynthese nachahmten.

Die Blätter der Pflanzen galten bislang als das Nonplusultra an Effizienz beim Einfangen von Sonnenenergie, denn sie können sie sammeln und in die Zentren leiten, in denen die für das Überleben der Pflanze notwendige Photosynthesereaktion stattfindet.

Mit ihrer Arbeit ist es den Forschern gewissermaßen gelungen, Mutter Natur zu übertreffen: Sie haben molekulare Komplexe aus farbigen Pigmenten, die Sonnenenergie einfangen, zusammengesetzt und dabei die Architektur der DNA als Vorbild genutzt.

Die berühmte Doppelhelix ist somit zu einem Gerüst geworden, auf dem sich die Pigmente anordnen lassen, mit dem Vorteil, die Größe und Form der entstehenden molekularen Komplexe vollständig zu kontrollieren. Mit einer Länge von wenigen Nanometern haben diese Miniatur-Solarzellen es geschafft, Sonnenenergie einzufangen und zu übertragen und dabei nur 1 % zu verlieren.