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树叶启发太阳能电池新技术
发布时间:2010-09-16 12:50:09
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    美国《大众科学》网站介绍,树上的树叶与太阳能板上的光伏电池一样,看上去都是在静止不动的情况下吸收阳光。然而,树叶其实有一个非常精彩的“内心世界”。由于阳光直射的破坏力实在太大,叶片内部的蛋白质每隔大约45分钟就必须循环一次,形成新的光合反应中心,替代已被日光烘烤近1小时的老光合反应中心,避免阳光带来的伤害。这是经过千万年的进化后大自然赋予树叶的生存技能。这种快速的自我修复程序也让植物可以在充分享受阳光的同时不至于“飞蛾扑火”。

    树叶的这种自我修复功能激发了斯特拉诺,以及来自伊利诺伊州立大学的斯里格尔、怀特等人的灵感,想到模拟树叶的这一技能,可以让一直被阳光烘烤的太阳能电池自行修复。目前人们对太阳能电池的研究大都局限在如何提高转化效率、如何延长使用寿命上,但却很少有人想到开发电池的再生功能,让其无止境地工作下去。该研究如此的独特性引起了其他业界同行的巨大兴趣。美国德克萨斯A&M大学纳米复合材料教授格伦兰将该技术称为“人造的翻版自然技能”,同时认为它是“开拓性的、对以后发展有巨大影响的研究”,因为“以前还从未有过类似的研究”。英国布里斯托大学的生物化学家约翰认为,这项研究“虽然非常简单,但却十分实用。”

    自我修复太阳能电池

    在了解到树叶内光合作用中心的循环特点后,斯德拉诺及其研究团队就决定,与其制造使用寿命超长的太阳能电池,还不如向自然学习,走太阳能电池自我修复之路。试验开始阶段,研究人员使用的是一种紫细菌中采集阳光的光合反应中心。随后,他们将反应中心里加入了一些感光蛋白质、脂类,用于形成系统结构;以及碳纳米管,用做导线传导产生的电力。这些工作完成后,所有零部件都将放入一个装满水(水中含有胆酸钠,一种让所有部件凝聚的表面活性剂)的透析袋中。透析袋里的隔膜只允许小分子通过。

    随后的发现让研究人员很惊喜,因为在将表面活性剂过滤之后,所有的零部件会自动组装成一个整体,捕捉光线的同时能产生电流。工作人员解释,这一自然组装之所以能够实现,是由这些部件的化学性质决定的,因

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作者:佚名 来源:人民网 编辑:中国环境打印此文】【加入收藏】【字体:
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