植物擁有極強的將光能轉(zhuǎn)換成生物能的機制,這種高效的機制在很大程度上影響著研究如何將太陽光能轉(zhuǎn)換成電能的科學家們。在研究太陽能電池的過程中,研究人員正不斷努力模仿著這種巧妙的機制,現(xiàn)如今麻省理工學院的科學家認為他們已經(jīng)做到了這一點。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能電池,在因太陽光過度照射而被損壞后,可以借此恢復成正常狀態(tài)。
為了再現(xiàn)這種獨特的再生能力,麻省理工學院的研究團隊設計了一種自組裝分子,利用光子來使電子震動而松散,該系統(tǒng)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(形成盤狀結(jié)構以及提供結(jié)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釋放電子)等。
在某些條件下,這些化合物可以自動組裝起來,形成一種統(tǒng)一的適合接收太陽能的結(jié)構。但是,在表面活性劑(類似于用于分解油的物質(zhì))存在的條件下,這種統(tǒng)一的結(jié)構分解成碳納米管、合成磷脂和其他組成分子。通過把表面活性劑析取出來的方式,這些分子又重新獲得了自動組裝的條件,重新形成可以吸收太陽能的結(jié)構。這個結(jié)構修復了重構前太陽光對自身造成的損害,又可以充分而高效地進行太陽能的轉(zhuǎn)換作業(yè)了。
如今,他們制造的太陽能電池中的“細胞”工作效率還只有40%,而他們認為,如果下一步進行一些結(jié)構上的調(diào)整,電池的效率要高得多。并且由于這些“細胞”不會隨著時間降解——只要給它們注入一次表面活性劑使其快速分解并重構,電池用起來就基本上相當于全新的了。(趙軍紅編譯)
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