Юный Натуралист 1980-10, страница 32

30

ратории академика Александра Николаевича Теренина в Ленинграде стали изучать эти процессы, неожиданно выяснилось: красители — это типичные полупроводники.

Если на минуту отвлечься от проблем собственно фотосинтеза и взглянуть на дело широко, то все пигменты, которыми наполнены листья растений, также предстанут перед нами как рядовые великой армии красителей! Среди многообразных соединений органической химии красители выделяются интенсивным поглощением видимого света. Этим и объясняются их яркие цвета. Но тут кроется и глубокая физика: красители — мощные приемники солнечной радиации, именно поэтому они способны превращать ее в иные формы.

А. Н. Теренин, всю жизнь изучавший взаимодействие света и вещества, не мог не увлечься красителями и пигментами. Эта тема на долгие годы становится одной из ведущих на его фотохимических семинарах. В ходе этой работы пелена мистики и ореол избранности начали спадать с хлорофилла. А что, если хлорофилл всего лишь типичный полупроводник) И действует в зеленом листе по тем же правилам, что и его технические собратья! Но как это доказать!

Дело, начатое Терениным, было продолжено уже в Москве, в Институте биохимии Академии наук СССР академиком Александром Абрамовичем Красновским.

Надо было создать простейшие модели тех сложных явлений, которые идут в живом листе. Внешне эксперимент выглядел весьма эффектно. Если зеленый лист опустить в спирт, то хлорофилл в нем растворяется, а лист становится бесцветным. Этот зеленый раствор хлорофилла в пробирке, как ни удивительно, и служил для ученых моделью живого листа. А теперь главное (научные тонкости и подробности мы опускаем). Поставим пробирку на окно, на солнце — она

вскоре начинает краснеть. Минут через десять жидкость становится красной. Убрали пробирку снова в темноту — и (о чудеса!) красный цвет раствора постепенно вновь сменяется зеленым.

В этих превращениях заключен глубокий смысл. Теренин и Красновский показали: хлорофилл всего лишь полупроводник. Это тот «насос», который в зеленом листе, повинуясь энергии солнечных лучей, «перекачивает» электроны.

Так впервые удалось искусственно воспроизвести один из центральных процессов, составляющих суть фотосинтеза. Это был крупный успех советской науки. Не случайно работа Теренина и Красновского демонстрировалась в 1958 году в Брюсселе на Всемирной выставке.

Наконец мы в состоянии оценить слова, сказанные когда-то Фредериком Жолио-Кюри. Энергетика и фотосинтез не столь уж далеки друг от друга. Ведь если хлорофилл — полупроводник, то появляется надежда создать особые «зеленые фотоэлементы», в которых под действием света будет образовываться и совершать работу электрический ток.

Какой неожиданный поворот научной мысли! Веками люди связывали с исследованиями фотосинтеза одну надежду — накормить человечество, создать аппараты, в изобилии снабжающие нас белками, жирами и углеводами. В последние десятилетия наметился еще один путь. Сейчас ученые пытаются создать технические устройства, которые помогут нам обуздать солнечную энергию, воспользоваться ее неисчерпаемыми запасами.

Декабрь 1975 года. Американец Джозеф Кац публично демонстрирует сконструированный им «искусственный лист». Размером со спичечный коробок: стекло, металл, пластмасса, он даже отдаленно не напоминал своего зеленого родича. Однако во многом копировал его функции.

Устройство было несложным: две стеклянные камеры со встроенными в них платиновыми электродами заполнены веществами, соответственно поставляющими и принимающими электроны. Камеры разделены мембраной, начиненной выделенным из живых листьев хлорофиллом. При освещении видимым светом — и только им — в стеклянном листе возникал электрический ток. Крошечный: 23 миллионных доли ампера при напряжении 0,4 вольта. С ничтожным КПД использования энергии солнечного света — 0,0025 процента.

«...Нелегко воспроизвести фотосинтез, — писал позднее доктор Дж. Кац. — Но даже эти скромные результаты обнадеживают: природе можно бросить вызов. Утилизация солнечной энергии с помощью устройств, имитирующих природу, вполне достижима...»

Что ж! Первые паровозы, автомашины.