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光合作用启发新思维 高效太阳能电池不是梦
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光合作用启发新思维 高效太阳能电池不是梦 -------------------------------------------------------------------------------- 作者: 来源:人民网 近日，有科学家表示，一些植物通过光合作用制造食物的细节可能会为人类带来新思路，改进光电太阳能电池生产技术。 植物是大自然中固有的太阳能电池，因为它能通过光合作用将阳光转化成能量。所有的光合作用生物均利用自身细胞中的蛋白质“触须”捕捉阳光，将其转化成不同量子态的能量，然后将能量引至细胞反应中心——扮演重要角色的起动分子。起动分子能在释放电子的同时使细胞内的化学转化不断进行。然而这些“触须”必须在太阳能捕捉和能量运输之间寻找一个平衡点，想要做到这一点并不容易。它们的表面积既要够宽大以便捕捉足够的太阳能保证植物健康生长，同时又不能过大而影响其将能量运输至细胞反应中心的能力。 这种能量的传输与物理中的量子力学有相通之处。根据量子力学的原理，能量以不同的量子状态存在，而不同状态的量子状态可以叠合存在并相互影响，适时地增加或减少相应的状态，以使传输效率达到最高。而如果“触须”捕捉到的太阳能经过精心计算被分解成叠合存在的不同量子状态，相互促进，那么太阳能传输至反应中心的效率就会达到近100%。 加利福尼亚大学一位名为穆罕·沙罗法的化学家的最新研究表明，某一类型绿色光合细菌体内的某些“触须”就能实现太阳能近100%的传输效率。而这些高效传导“触须”旁的其他“触须”的功能则是将太阳能分解成不同的量子态，相互叠合并相互缠结。 此外，多伦多大学的化学家乔治·休勒斯在即将发表的研究中表示，一种海生的藻类也使用了类似的太阳能转换方法。有趣的是，存在于细胞体内的量子态生命力较强，即使在室温或复杂的生物系统中也能生存较长时间。相比而言，在物理实验室里进行的量子实验中，即使是最轻微的干扰也会破坏量子叠合（或量子态）。 研究人员表示，既然植物中的能量也以量子态存在，那么更好地了解微生物学与量子信息学这两门学科就非常有必要，它将有可能为人类带来“生物量子”太阳能电池，实现太阳能近100%的转化效率。（覃泽文） 作者: 来源: 人民网 发布者: 刘斌 本站有关声明： 本站转载自其他媒体的信息均在文章开头和结尾注明了出处，转载是为了促进信息交流与共享，不意味着本站和相关主办单位赞同其观点或已证实其内容的真实性。作为非赢利性公益网站，本站转载相关信息不作任何商业用途，不承担相关责任。限于本站人力资源，需要了解有关信息的具体情况请与原始来源媒体或相关的涉及单位联系。如其他媒体、网站引用本站发布的转载信息必须注明其真实的“来源出处”，并自负版权等法律责任，本站不承担相应的后果。如转载信息涉及版权、真实性等问题，请作者或其他利益相关者立即通知本站撤销相应文章。 特此声明。如对本站信息内容有疑议，请及时与我们联系info@biotech.org.cn。 |
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