植物擁有極強的將光能轉換成生物能的機制,這種高效的機制在很大程度上影響著(zhù)研究如何將太陽(yáng)光能轉換成電能的科學(xué)家們。在研究太陽(yáng)能電池的過(guò)程中,研究人員正不斷努力模仿著(zhù)這種巧妙的機制,現如今麻省理工學(xué)院的科學(xué)家認為他們已經(jīng)做到了這一點(diǎn)。他們創(chuàng )造出了一種合成自組裝葉綠體,它們可以被反復地分解和重新組合,而由它們所組成的太陽(yáng)能電池,在因太陽(yáng)光過(guò)度照射而被損壞后,可以借此恢復成正常狀態(tài)。
為了再現這種獨特的再生能力,麻省理工學(xué)院的研究團隊設計了一種自組裝分子,利用光子來(lái)使電子震動(dòng)而松散,該系統主要包括碳納米管(提供支架和不同單元之間電信號傳播的通路)、合成磷脂(形成盤(pán)狀結構以及提供結構性支持)以及其他分子自組裝成的“反應中心”(用于操作更多的光子來(lái)釋放電子)等。
在某些條件下,這些化合物可以自動(dòng)組裝起來(lái),形成一種統一的適合接收太陽(yáng)能的結構。但是,在表面活性劑(類(lèi)似于用于分解油的物質(zhì))存在的條件下,這種統一的結構分解成碳納米管、合成磷脂和其他組成分子。通過(guò)把表面活性劑析取出來(lái)的方式,這些分子又重新獲得了自動(dòng)組裝的條件,重新形成可以吸收太陽(yáng)能的結構。這個(gè)結構修復了重構前太陽(yáng)光對自身造成的損害,又可以充分而高效地進(jìn)行太陽(yáng)能的轉換作業(yè)了。
如今,他們制造的太陽(yáng)能電池中的“細胞”工作效率還只有40%,而他們認為,如果下一步進(jìn)行一些結構上的調整,電池的效率要高得多。并且由于這些“細胞”不會(huì )隨著(zhù)時(shí)間降解——只要給它們注入一次表面活性劑使其快速分解并重構,電池用起來(lái)就基本上相當于全新的了。(趙軍紅編譯)
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【編輯:許曉娟】 |
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