Comment une petite orchidée pourrait améliorer l’efficacité énergétique des panneaux solaires de nouvelle génération

Une équipe de chercheurs de l'Université Tufts a découvert que les cellules des feuilles de Macodes petola, une orchidée à faible luminosité, pourraient offrir une nouvelle approche pour améliorer l'efficacité des panneaux solaires.

LE panneaux solaires Ils fonctionnent mieux en plein soleil, mais dans de nombreuses régions, le soleil est une ressource rare, ce qui entraîne moins d'énergie que nécessaire. Aujourd'hui, une équipe de chercheurs de Université Touffes découvert qu'un type particulier d'orchidée, la Macodes pétolaqui prospère dans des conditions de faible luminosité, pourrait offrir la clé pour résoudre ce problème.

Selon une étude menée par des membres de la faculté d'ingénierie de Tufts, Giulia Guidetti Et Fiorenzo Omenettoles feuilles de cette orchidée présentent cellules en forme de dôme qui captent plus de trois fois la quantité de lumière par rapport aux cellules épidermiques végétales normales. Ces cellules, organisées en réseau optique naturel, permettent à la plante de partager la lumière avec les cellules environnantes, maximisant ainsi la conversion de la lumière solaire en énergie chimique. Ce processus de partage de la lumière permet à Macodes petola de survivre et de prospérer dans des environnements faiblement éclairés.

Du laboratoire à la nature

Les chercheurs de Tufts ont reproduit ces structures cellulaires à l'aide d'un biomatériau à base de protéines de soie, imitant les capacités de collecte de lumière et de réseautage optique de l'orchidée. Selon Omenetto, professeur d'ingénierie et directeur du Silklab à Tufts, les panneaux solaires fabriqués à partir de ce matériau surpasseraient les cellules solaires flexibles actuelles. Grâce à une subvention de 1,2 million de dollars sur trois ans de la Fondation WM Keck, Guidetti et Omenetto poursuivront leurs recherches pour appliquer ces systèmes optiques naturels et améliorer l'efficacité énergétique des panneaux solaires.

Guidetti a découvert les propriétés particulières de Macodes petola pendant la pandémie, lorsqu'elle a acheté de nombreuses plantes d'intérieur, fascinée par leurs feuilles brillantes et leur aspect métallique. En observant les feuilles au microscope, il remarqua que leur surface n'était pas plane, mais présentait un micro-motif. Ces découvertes ont conduit à une nouvelle étude qui, pour la première fois, démontre l’existence de réseaux optiques dans un système vivant, un phénomène jamais observé auparavant dans aucune plante.

Après avoir cartographié les différents types de cellules de surface et leurs connexions, les chercheurs ont entrepris de reproduire ces structures. À l'aide d'un polymère de silicium, ils ont créé une réplique exacte des cellules de la feuille, qu'ils ont ensuite recréées avec un mélange de protéines de soie, en conservant les caractéristiques de flexibilité et de courbure qui permettent à la plante de distribuer efficacement la lumière.

Les chercheurs examinent actuellement d'autres plantes de la famille des orchidées joyaux, comparant les formes des cellules à celles existant dans des conditions de lumière moyenne et élevée, et fabriquant des répliques de la structure des feuilles. De plus, ils prévoient d'expérimenter comment les variations des conditions d'éclairage peuvent affecter le fonctionnement du réseau de partage de lumière de ces plantes, dans le but d'identifier les espèces capables de capter la lumière encore plus efficacement.

Source: Université Touffes