Alger beskytter sig selv mod solskader – kan inspirere fremtidens solceller
Forskning viser, at siphonein beskytter marine alger mod solskader. Dette naturlige pigment kan inspirere nye, selvreparerende solcelleteknologier.
Overdreven eksponering for sollys er skadelig for levende organismer, især dem, der er afhængige af fotosyntese. I havmiljøet, hvor lysforholdene er særligt udfordrende, har visse marine alger udviklet særlige mekanismer til at modstå denne stress. En ny undersøgelse fra oktober 2025 har dokumenteret, hvordan algen Codium fragile anvender et sjældent pigment til netop dette formål.
Forskerholdet fra Osaka Metropolitan University har identificeret carotenoidet siphonein som det centrale stof, der forhindrer skader under fotosyntese ved at aflede overskydende energi. Dette pigment forhindrer dannelsen af såkaldte triplet-tilstande i klorofyl, som ellers kan føre til produktion af skadelige iltradikaler.
I forsøget blev avanceret EPR-spektroskopi (elektronparamagnetisk resonans) brugt til at sammenligne reaktioner i Codium fragile og spinat. Hvor spinat udviste rester af skadelige excitationstilstande, var disse fuldstændigt fraværende i algen. Pigmentets funktion er dermed dokumenteret eksperimentelt.
“The key to the quenching mechanism lies in how quickly and efficiently the triplet states can be deactivated,” forklarede Alessandro Agostini fra University of Padua, medforfatter på studiet. Hans udtalelse understreger pigmentets betydning i den fotobeskyttende proces.
Ud over de biologiske implikationer åbner opdagelsen også for mulige teknologiske anvendelser. Systemer, der udsættes for intens sollys – som solceller – kan på samme måde tage skade uden en form for intern regulering eller beskyttelse.
“We hope to further clarify the structural characteristics of carotenoids that increase quenching efficiency, ultimately enabling the molecular design of pigments that optimize photosynthetic antennae,” sagde forskningsleder Ritsuko Fujii. Ambitionen er at bruge naturlig inspiration i designet af kunstige lysoptagelsessystemer.
Carotenoider som siphonein har allerede vist potentiale i solenergiteknologi. En artikel i Materials Advances (2022) beskrev, hvordan disse pigmenter kan anvendes som lysfølsomme komponenter i farvestofbaserede solceller (DSSC). Da de absorberer lys i områder, hvor klassiske solceller er mindre effektive, kan de udvide cellernes samlede spektrale effektivitet.
Derudover har forskning ved Michigan State University belyst, hvordan cyanobakterier anvender Orange Carotenoid Protein til at regulere lysmængden. Denne mekanisme minder om den rolle siphonein spiller i marine alger og er et eksempel på, hvordan naturen selv regulerer lysoptagelse.
Algernes fotobeskyttende mekanismer er derfor ikke blot biologisk interessante, men kan potentielt anvendes som model for fremtidige, selvlægende energisystemer. Det er et eksempel på, hvordan evolutionære løsninger kan omsættes til moderne teknologi.
Ofte stillede spørgsmål
- Hvad er siphonein?
Siphonein er et naturligt pigment, som findes i visse marine alger og beskytter dem mod fotodynamisk skade ved at neutralisere overskydende energi. - Hvordan beskytter siphonein mod sollys?
Det forhindrer skadelige klorofyl-tilstande i at danne reaktive iltmolekyler ved at overføre energien sikkert til andre molekyler. - Kan teknologier efterligne denne funktion?
Ja, forskning i biomimetik sigter mod at overføre naturlige pigmenters funktion til solceller og andre lysfølsomme materialer.
