Güneş bazen parlıyor, Boston'da - ama bu şekilde değil.

Kimya profesörü Grace Han, yıllar önce Boston'dan güney Kaliforniya'yı ilk ziyaret ettiğinde farkı fark etti. Cildinin birkaç saat dışarıda kaldıktan sonra ilk tahriş belirtileriyle nasıl karıncalandığını.

Geçen yıl, Kaliforniya Üniversitesi, Santa Barbara'da bir işe başlamak için taşındı ve düzenli olarak geniş kenarlı bir şapka, güneş gözlüğü ve bol miktarda güneş kremi takmaya başladı. Bir kimya profesörü olarak, araştırmasını zaten yapmıştı.

"Sadece DNA fotokimyası hakkında okuyordum - keyif için," diye hatırlıyor.

İşte o zaman, insanların cildinde güneş yanığından zarar gören DNA moleküllerinin ona yardımcı olabileceğini fark etti. Bu moleküller güneş tarafından ışınlandığında şekil değiştirir, normal formlarının gergin bir versiyonuna bükülür.

Onlarca yıldır bilim insanları, şeklini bükebilen, bu süreçte enerji depolayabilen ve daha sonra orijinal şekline dönmeye teşvik edilerek depolanan enerjiyi talep üzerine serbest bırakabilen moleküller arıyor.

Biraz fare kapanı kurup sonra tetiklemek gibi. Moleküler solar termal (Most) enerji depolama olarak bilinir ve ısı sağlamanın potansiyel olarak çok ucuz ve emisyonsuz bir yoludur. Bu Most sistemleri enerjiyi aylarca hatta yıllarca depolayabilir.

Araştırmacılar daha önce bu teknolojide sınırlı başarı elde etmişti, ancak Kaliforniya güneşi sayesinde Han sırada ne deneyeceğini biliyordu.

Enerji depolayan moleküllerin şekil değiştirmesini pürüzsüz ve tekrarlanabilir bir şekilde aktive etmek önemlidir.

Neyse ki, milyonlarca yıllık evrim bu süreci cildimizde meydana geldiğinde mükemmelleştirdi - bir anlamda hepimiz yaşayan kimya laboratuvarlarıyız. Cildimizdeki DNA molekülleri, fotoliyaz adı verilen bir enzim yardımıyla güneşten bükülmüş şekillerini onarabilecek şekilde evrimleşmiştir.

Ve bu tür moleküller, Han'ın fark ettiği gibi, bir enerji depolama sistemi için mükemmel adaylardı. "Çok, çok küçükler," diye açıklıyor. "Ve birim kütle başına büyük miktarda enerji depolayabilirler."

Şubat ayında yayınlanan bir makalede, o ve meslektaşları, en azından enerji yoğunluğu açısından, bugüne kadarki en umut verici enerji depolama sistemini tanımladı. Han, bir şişedeki "çok küçük bir su ısıtıcısının" az miktarda suyu hızla kaynatmasına yetecek kadar güçlü olduğunu söylüyor.

Çalışmanın bu kısmını yürüten öğrencileri, nasıl gittiğini anlatmak için ona koştular. "Videoyu gerçekten gördüğümde ve tüm çözeltinin ne kadar hızlı kaynadığını gördüğümde, bu gerçekten olağanüstüydü," diye hatırlıyor Han.

Molekülün nasıl performans göstereceğini tahmin eden bilgisayar analizlerinin, Kaliforniya Üniversitesi, Los Angeles'taki işbirlikçisi Kendall Houk ve ekibi tarafından yapıldığını ve çalışma için çok önemli olduğunu vurguluyor.

Diğer Most deneycisi Kasper Moth-Poulsen, İspanya'daki Barselona Politeknik Üniversitesi ve diğer kurumlarda araştırma ekiplerine liderlik ediyor, çalışmaya dahil değildi ancak sonuçlardan etkilendi.

"En iyi sistemlerimizin bir megajoule [kilogram başına enerji] olduğunu düşünüyorum. Onlarınki, sanırım 1.6, ki bu gerçekten harika," diyor Han ve meslektaşlarının elde ettiği enerji yoğunluğuna atıfta bulunarak.

Şubat makalelerinde kaydedilen kilogram başına 1.65 megajoule, şu anda telefonlar ve elektrikli arabalar için en popüler pil türü olan lityum-iyon pillerin enerji yoğunluğundan önemli ölçüde daha yüksektir.

Han ve meslektaşlarının bulduğu Most sisteminin bazı sınırlamaları var. Birincisi, sistemin kalbindeki moleküllerin şekil değiştirmesine neden olan ışığın dalga boyu 300 nanometre - Lancaster Üniversitesi'nden John Griffin'in dediği gibi "çok sert UV [ultraviyole] ışık" formu. "Bu güneşten bize geliyor ama sadece çok küçük miktarlarda."

Ayrıca, enerjiyi serbest bırakmak için bükülmüş molekülün şeklini tersine çevirmek için kullanılan tetikleyici, hidroklorik asitti - kullanımdan sonra nötralize edilmesi gereken oldukça aşındırıcı bir madde. "En ideal seçim değil," diye itiraf ediyor Han.

Sistemin tepki verme yeteneğini geliştirmenin mümkün olacağını umduğunu söylüyor.