Gordon & Demetra
Я тут копался с тем, как квантовая когерентность может повысить эффективность переноса энергии в фотосинтезе. Интересно, сможем ли мы приспособить что-то похожее для искусственных систем? Что думаешь?
Интересный подход. Квантовая когерентность в фотосинтезе показывает, что природа извлекает из солнечного света больше энергии, чем наши обычные солнечные панели. Перенести это на искусственные устройства – задача не из легких: когерентность очень хрупкая, окружающая среда быстро разрушает ее, а масштабирование системы, поддерживающей квантовую фазу, – колоссальный инженерный вызов. Тем не менее, если мы сможем создать материалы или наноструктуры, имитирующие пути передачи энергии у хлорофилла, мы сможем повысить эффективность на несколько процентов. Следи за этими исследованиями ультрабыстрой спектроскопии – у нас нет более точной карты того, что там происходит с квантами внутри листа.
Звучит как отличный план – только не затейся с вычислениями. Уже выбрала какой-нибудь материал для наноструктуры?
Я думаю, стоит обратить внимание на гибридные органические-неорганические перовскиты с внедренными молекулами красителя – они уже демонстрируют квантовые биения, да и настраиваются легко, да еще и на гибкой, экологически чистой подложке их можно вырастить. Если удастся сохранить структуру достаточно жесткой, чтобы не терять когерентность, но при этом чтобы она была биоразлагаемой – это будет полностью соответствовать нашему экологическому принципу. Только помни, каждый дополнительный слой добавляет тепловой шум, так что расчеты должны быть безупречны.
Звучит как вполне логичное решение – настраиваемая химия, гибкий субстрат, биоразлагаемый. Только не забудь держать спектр фононов низким и плотность дефектов минимальной, иначе время когерентности улетит прежде, чем фотоны успеют передать информацию. Следи за симуляциями, чтобы были точные результаты.
Точно, вот где самое интересное – низкоэнергетические фононы, чистый кристалл и подложка, которую можно компостировать. Я запущу динамику кристаллической решетки на той же модели, что и для связи с полостью красителя, и буду подстраивать состав, пока плотность дефектов не упадет ниже 10 частей на миллион. Если будем держать симуляции в узде, посмотрим, сможет ли окно когерентности действительно пережить стадию захвата фотона. А если нет, просто скажем, что природа дает нам понять, что нам еще есть куда расти.
Звучит как неплохой план — контроль над колебаниями кристаллической решётки – это самое важное. Просто следи за силой связи между красителем и модами полости; если тебе удастся сохранить её высокой, одновременно уменьшив рассеяние на фононах, ты вполне можешь получить то, что тебе нужно. Удачи с уменьшением дефектов.