Учёные из Сколтеха, МГУ, МФТИ и других организаций изучили, как узорчатые панцири одноклеточных диатомовых водорослей реагируют на свет. Они обнаружили особый оптический эффект, который микроорганизмы используют для повышения эффективности фотосинтеза. Об этом «Жуковский.Life» рассказали в пресс-службе Российского научного фонда.
Особенностью диатомовых является их жёсткая клеточная стенка из диоксида кремния, напоминающая стекло, с множеством отверстий, формирующих сложный узор. Панцирь служит защитой, регулирует обмен веществ и взаимодействует с солнечными лучами, улучшая использование света в воде.
Учёные выявили, что благодаря специфическому рисунку из пор на панели диатомей вида Coscinodiscus oculus-iridis возникает эффект Тальбота — свет фокусируется в определённых точках панциря за счёт дифракции на отверстиях. Вероятно, это помогает оптимально расположить хлоропласты для более эффективного поглощения световой энергии и усиления фотосинтеза.
Исследователи подтвердили эффект с помощью расчётов и планируют провести эксперименты с увеличенной искусственной структурой, имитирующей рисунок панциря, чтобы получить дополнительные доказательства.
Результаты могут стать основой для создания новых технологий — от чувствительных датчиков света и биосенсоров до защитных покрытий от ультрафиолета и инновационных солнечных батарей. Возможно применение и в системах искусственного фотосинтеза, которые превращают солнечную энергию не в электричество, а в химическое топливо. Такое глубокое понимание природных механизмов поможет создавать более эффективные фотонические устройства и экологичные технологии будущего.
Обнаружен новый инвазивный вид водорослей с угрозой для экосистемы. Они способны привести к уменьшению доступного корма для зоопланктона и, как следствие, к снижению его биомассы.