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Le CRSNG présente 2 minutes avec
Gregory Scholes
Département de chimie
University of Toronto


Résumé

Titre de la vidéo

2 minutes avec Gregory Scholes

Auteur

Division des communications du CRSNG

Durée

3:05

Date de diffusion

le 26 mars 2013

Description

Les travaux de Greg Scholes montrent que les réponses pourraient bien se trouver tout autour de nous, dans la nature. Ce professeur est devenu un chef de file du domaine du transfert de l'énergie, c'est-à-dire le processus par lequel la lumière absorbée est transférée d'une molécule à l'autre.

M. Scholes, lauréat du Prix John-C.-Polanyi du CRSNG de 2012, a montré que des effets mécaniques quantiques entrent en jeu dans le captage et la distribution de l'énergie solaire pendant la photosynthèse. En démontrant le lien qui existe entre la biologie et la physique quantique, ses travaux soulèvent d'importantes questions sur la portée des lois quantiques et l'influence qu'elles exercent sur les systèmes vivants complexes.


Transcription
Gregory Scholes

Nous avons toutes ces algues de couleurs différentes qui poussent ici, parce que nous nous intéressons à la diversité naturelle que l'on trouve, et qui est en fait la construction de protéines qui captent l'énergie du soleil, et cela se reflète dans la couleur de l'algue. Alors, ce que vous voyez, ce sont ces protéines. Ce que nous voulons faire, c'est isoler les protéines et les étudier au moyen de nos systèmes laser ultrarapides dans ces nouvelles expériences - dans les expériences que nous mettons continuellement au point - parce que nous voulons savoir s'il y a ici des stratégies différentes pour la lumière, pour capter l'énergie utilisée? Y a-t-il simplement différentes solutions au problème - qui fonctionnent toutes bien -, ou une optimisation a-t-elle lieu?

Ce que font les plantes et les algues, c'est qu'elles doivent absorber la lumière du soleil, et c'est cette énergie qui alimente leurs cellules solaires. Cette énergie doit être acheminée aux protéines de la cellule solaire essentiellement en environ 10 à la puissance moins 9 secondes, ce qui est ultrarapide. Et c'est en acheminant l'énergie efficacement à ces protéines de cellules solaires appelées centres de réaction que la mécanique quantique semble entrer en jeu.

La nature y a travaillé pendant 200 millions d'années à ces protéines, alors a-t-elle découvert certains secrets pour réussir qui ne nous apparaissent pas évidents?

Le CRSNG m'a toujours très bien traité, et cela a vraiment fait la différence.

Je crois que le tournant décisif a été l'octroi de la Bourse Steacie il y a plusieurs années. Cela nous a permis de mettre sur pied ce tout nouveau type d'expériences - ce sont ces expériences qui ont directement mené aux découvertes que nous examinons maintenant.

À l'époque, nous étudions surtout les plastiques pour des applications dans les cellules solaires organiques - celles-ci sont des semi-conducteurs, mais elles sont faites de plastique. Nous avons alors décidé d'étudier certaines de ces protéines des algues, et cela a été une surprise totale pour nous lorsque la stagiaire postdoctorale qui examinait minutieusement le travail a trouvé des signatures dans les nouvelles expériences que nous faisions; elle y a trouvé des signatures qui nous ont appris que les molécules interagissaient lorsque nous les excitions avec un laser de façon que la physique classique ne pouvait pas expliquer.

Ce que nous pouvons en tirer, ce sont des leçons sur la conception des systèmes, des systèmes chimiques, des systèmes matériaux pour utiliser l'énergie de la lumière du soleil, et ceux-ci pourraient être utilisés à des fins énergétiques, pour de nouveaux types de systèmes logiques, de capteurs ou d'autres dispositifs de ce genre.

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Commentaires :

Les gens. La découverte. L'innovation.