通過量子物理學和基因工程之間的交叉,馬薩諸塞州理工學院(MIT)的研究人員設法從遺傳上增強了他們聲稱的病毒,可以提高太陽能電池在運輸能源方面的效率。
科學家們說,在光合作用中,通過利用量子物理學中的某些原理稱為“量子怪異性”,而植物的效率將近100%,而能量卻沒有浪費。植物中的顆粒一次可以在一個以上的位置存在,這是一種甚至超過最佳太陽能電池的能力。這導致麻省理工學院的工程師應用原則,以創建更有效的輕度收穫系統。
在一項研究中出版在日記中自然材料,量子理論專家和研究人員之一的麻省理工學院的塞思·勞埃德(Seth Lloyd)教授解釋說,在光合作用中,當光子擊中一個稱為髮色團的受體時,產生了一種稱為exciton的量子粒子。激子從一個受體轉移到另一個受體,直到它到達對利用能量的反應中心。
研究人員說,除非採用多個途徑並選擇最好的途徑,否則激子採取的途徑可能是低效和隨機的。如果粒子與適量的距離為量子物理學家稱為“量子金岩效應”的距離,則可以。
勞埃德(Lloyd)的研究員安吉拉·貝爾徹(Angela Belcher)教授多年來一直在開發一種病毒。然後,該團隊將貝爾徹的病毒設計為與多個合成髮色團或有機染料結合,並產生了許多不同版本的該病毒,並在合成髮色團之間具有不同量的空間。他們選擇了最有效的表現。
結果是激子的速度增加了一倍,其距離增加了68%。
由於意大利的偶然會議,兩位研究人員進行了合作。 Heechul Park和MIT和意大利的14個合作者也與他們合作進行了這項研究。勞埃德(Lloyd)已經發表了一篇主要的理論論文,該論文證明了光合作用如何通過量子原理有效地傳輸光線。他說他想知道是否可以人為地引起它。
“我一直在談論您可以用來證明這種效果的潛在系統,安吉拉說,'我們已經在製造這些效果,'”說勞埃德。 “我們提出了設計原則,以重新設計病毒如何捕獲光,並將其轉到該量子製度。”
研究人員說,這項研究可能應用於有機太陽能電池的未來發展,有機發光二極管,生物傳感器和水分分裂。