通过量子物理学和基因工程之间的交叉,马萨诸塞州理工学院(MIT)的研究人员设法从遗传上增强了他们声称的病毒,可以提高太阳能电池在运输能源方面的效率。
科学家们说,在光合作用中,通过利用量子物理学中的某些原理称为“量子怪异性”,而植物的效率将近100%,而能量却没有浪费。植物中的颗粒一次可以在一个以上的位置存在,这是一种甚至超过最佳太阳能电池的能力。这导致麻省理工学院的工程师应用原则,以创建更有效的轻度收获系统。
在一项研究中出版在日记中自然材料,量子理论专家和研究人员之一的麻省理工学院的塞思·劳埃德(Seth Lloyd)教授解释说,在光合作用中,当光子击中一个称为发色团的受体时,产生了一种称为exciton的量子粒子。激子从一个受体转移到另一个受体,直到它到达对利用能量的反应中心。
研究人员说,除非采用多个途径并选择最好的途径,否则激子采取的途径可能是低效和随机的。如果粒子与适量的距离为量子物理学家称为“量子金岩效应”的距离,则可以。
劳埃德(Lloyd)的研究员安吉拉·贝尔彻(Angela Belcher)教授多年来一直在开发一种病毒。然后,该团队将贝尔彻的病毒设计为与多个合成发色团或有机染料结合,并产生了许多不同版本的该病毒,并在合成发色团之间具有不同量的空间。他们选择了最有效的表现。
结果是激子的速度增加了一倍,其距离增加了68%。
由于意大利的偶然会议,两位研究人员进行了合作。 Heechul Park和MIT和意大利的14个合作者也与他们合作进行了这项研究。劳埃德(Lloyd)已经发表了一篇主要的理论论文,该论文证明了光合作用如何通过量子原理有效地传输光线。他说他想知道是否可以人为地引起它。
“我一直在谈论您可以用来证明这种效果的潜在系统,安吉拉说,'我们已经在制造这些效果,'”说劳埃德。 “我们提出了设计原则,以重新设计病毒如何捕获光,并将其转到该量子制度。”
研究人员说,这项研究可能应用于有机太阳能电池的未来发展,有机发光二极管,生物传感器和水分分裂。