美模擬綠色硫細(xì)菌捕光方法 尋捕獲太陽能新法
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[時間:2012-08-03 來源：中國科技網(wǎng) 關(guān)注度:0]
摘要:
據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報道，美國科學(xué)家制造出了一個人造捕光系統(tǒng)并對其進行了研究，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，更好地理解這個基本的...
據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報道，美國科學(xué)家制造出了一個人造捕光系統(tǒng)并對其進行了研究，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）電子研究實驗室的多瑟·艾斯勒領(lǐng)導(dǎo)的研究團隊研制出了該人造系統(tǒng)，其由一個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際用途，其主要供科學(xué)家們進行試驗，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)或許有望厘清這個問題。”
與其他內(nèi)部每個結(jié)構(gòu)都會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納米管對光如何反應(yīng)。
該研究團隊希望通過實驗厘清一個基本的問題：這兩個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，通過比較兩個圓柱體一起工作時和僅僅一個圓柱體工作時的光反應(yīng)情況，科學(xué)家們能確定兩個圓柱體之間的相互作用。艾斯勒說：“兩個圓柱體可以看成是兩個獨立的系統(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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