受大自然的啟發(fā)，紐約城市學(xué)院（CCNY）的研究人員展示了一種穩(wěn)定生物啟發(fā)的太陽(yáng)能采集材料的合成策略。他們的研究結(jié)果發(fā)表在《自然-化學(xué)》雜志上，可能是未來(lái)太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換技術(shù)中分子組合功能化的一個(gè)重大突破。 [W\atmd" I
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6V6g{6W,/ 盡管有極端炎熱或寒冷的溫度條件，但幾乎在世界的每一個(gè)角落，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)光合作用的生物體在努力捕捉太陽(yáng)能。揭開(kāi)自然界如何高效而有力地采集光線的秘密，可以改變可持續(xù)太陽(yáng)能技術(shù)的面貌，尤其是在全球氣溫上升之后。 U1!2nJ] Ihq@|s8 在光合作用中，第一步（即光收集）涉及到光和光收集部位之間的相互作用，后者由被稱為超分子組件的脆弱材料組成。從綠葉植物到微小的細(xì)菌，大自然設(shè)計(jì)了一個(gè)雙組分系統(tǒng)：超分子組件被嵌入蛋白質(zhì)或脂質(zhì)支架內(nèi)。目前還不清楚這種支架起什么作用，但最近的研究表明，大自然可能已經(jīng)進(jìn)化出這些復(fù)雜的蛋白質(zhì)環(huán)境，以穩(wěn)定其脆弱的超分子裝配。 P<JkRX CJ tjn "盡管我們無(wú)法復(fù)制光合生物體中發(fā)現(xiàn)的蛋白質(zhì)支架的復(fù)雜性，但我們能夠調(diào)整保護(hù)性支架的基本概念，以穩(wěn)定我們的人工光收集裝置，"Kara Ng博士說(shuō)。她的合著者包括CCNY的教授Dorthe M. Eisele和Ilona Kretzschmar，以及皇后學(xué)院的教授Seogjoo Jang。到目前為止，將大自然的設(shè)計(jì)原則轉(zhuǎn)化為大規(guī)模的光伏應(yīng)用還沒(méi)有成功。失敗的原因可能在于當(dāng)前太陽(yáng)能電池架構(gòu)的設(shè)計(jì)范式。 然而，她和她的研究團(tuán)隊(duì)并不是要改進(jìn)已經(jīng)存在的太陽(yáng)能電池設(shè)計(jì)，但想從大自然的杰作中學(xué)習(xí)，以激發(fā)全新的太陽(yáng)能采集架構(gòu)。 ^8*SCM_A L.%~?T[F 在大自然的啟發(fā)下，研究人員展示了小型交聯(lián)分子如何克服超分子組合體功能化的障礙。他們發(fā)現(xiàn)硅烷分子可以自我組裝，在人工超分子光收集裝置周圍形成一個(gè)互鎖的、穩(wěn)定的支架。 M "P o^"3C1j 這些本質(zhì)上不穩(wěn)定的材料，現(xiàn)在可以在設(shè)備中存活，甚至通過(guò)多次加熱和冷卻循環(huán)，最新的研究提供了概念證明，類似籠子的支架設(shè)計(jì)可以穩(wěn)定超分子組件，以應(yīng)對(duì)環(huán)境壓力，如極端的溫度波動(dòng)，而不破壞其有利的光收集特性。