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| 【視野】美模擬綠色硫細(xì)菌捕光方法 尋捕獲太陽能新法 |
| （時(shí)間:2012-8-3 10:14:23） |
據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道，美國科學(xué)家制造出了一個(gè)人造捕光系統(tǒng)并對(duì)其進(jìn)行了研究，該系統(tǒng)模擬了綠色硫細(xì)菌的捕光方法。綠色硫細(xì)菌生活在海底，此處幾乎沒有光，但其卻能設(shè)法捕獲到達(dá)海底深處的光的98%為己所用。科學(xué)家們表示，更好地理解這個(gè)基本的捕光過程有助于找到全新的捕獲太陽能的方法。研究發(fā)表在最新一期的《自然·化學(xué)》雜志上。
麻省理工學(xué)院（MIT）電子研究實(shí)驗(yàn)室的多瑟·艾斯勒領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)研制出了該人造系統(tǒng)，其由一個(gè)由染料分子組成的自組裝系統(tǒng)構(gòu)成，這些染料分子能形成完全一樣的的雙壁納米管。這些納米管的寬度僅為10納米，但長為寬的數(shù)萬倍，而且，其大小、形狀和功能同綠色硫細(xì)菌用來從海洋深處收集光線的接收器一樣。
艾斯勒表示，這種納米管很難有實(shí)際用途，其主要供科學(xué)家們進(jìn)行試驗(yàn)，以研究基本的捕光原理，為捕光設(shè)備尋找到最合適的材料從而設(shè)計(jì)出新的捕光系統(tǒng)。她說：“如何有效地捕獲太陽光是自然界最大的秘密之一。我們研制出的這套人造系統(tǒng)或許有望厘清這個(gè)問題。”
與其他內(nèi)部每個(gè)結(jié)構(gòu)都會(huì)有些許差異的自組裝系統(tǒng)不同，該雙壁納米管的形狀和大小完全一致。艾斯勒解釋道，這一特性使得該系統(tǒng)成為一個(gè)完美的模型，科學(xué)家們能研究其整體的性能而不需要研究每個(gè)納米管對(duì)光如何反應(yīng)。
該研究團(tuán)隊(duì)希望通過實(shí)驗(yàn)厘清一個(gè)基本的問題：這兩個(gè)同軸的雙壁納米管圓柱體是作為一整套捕光系統(tǒng)來工作，還是每個(gè)圓柱體各行其是。為此，他們通過讓外層壁分子氧化，從而讓其中的一個(gè)圓柱體失去了活性。艾斯勒說：“管狀結(jié)構(gòu)毫發(fā)未損，但外壁不再有光反應(yīng)，只有內(nèi)壁仍有光反應(yīng)。”隨后，通過比較兩個(gè)圓柱體一起工作時(shí)和僅僅一個(gè)圓柱體工作時(shí)的光反應(yīng)情況，科學(xué)家們能確定兩個(gè)圓柱體之間的相互作用。艾斯勒說：“兩個(gè)圓柱體可以看成是兩個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)。”
更深入地了解該人造結(jié)構(gòu)將有助于研究人員研制出更高效的捕光設(shè)備。艾斯勒表示：“數(shù)百萬年的演化才讓微生物的捕光系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)，理解它們的基本工作原理將有助于我們制造出更好的人造捕光系統(tǒng)。我們的目的并不在于提高現(xiàn)有太陽能電池的效率，我們想師法自然以便制造出全新的捕光設(shè)備。”
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