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机器人叶子使工作的太阳能发电厂

一组美国化学工程师从植物中提取光合分子,并将它们附着在薄薄的金片上,形成光合作用的机器人。有机物已经进行了至少35亿年的光合作用,并在此期间开发出优雅的蛋白质和光的组合 - 田纳西州纳什维尔范德比尔特大学的Kane Jennings和Peter Ciesielskis团队决定采用这些蛋白质来建立自己的光合作用装置。

这一想法源于Elias Greenbaum快乐彩票网的工作,而不是重新发明轮子。在田纳西州的橡树岭国家实验室,他们在20世纪90年代后期表明,从菠菜叶中提取的一种蛋白质复合物,即PS1,在固定在金表面时仍保持活性。

广告人工叶子从那时起从植物中提取PS1的过程詹宁斯说,已经完善了,为他的团队利用这些捕光蛋白奠定了基础制作人工叶片.Jennings和Ciesielski使用市售的金银合金叶片制作装置。浓缩的硝酸用于溶解银,留下具有纳米级孔隙的金箔。

这使其具有高表面积,允许附着大量PS1。它还使叶片足够薄,以便光线穿透。

将成品材料在较厚的金基材上拉伸以进行支撑。通过首先在硫醇中涂覆多孔金,将PS1络合物附着到叶子上。

有化学分子的当完整的机器人叶片被放置在光线下时,PS1复合物会产生电子流入金中并可以作为电流被收获。在活植物中,这些电子将被使用,这是一个能够与蛋白质形成强烈结合的自由端。

减少化合物作为化学链的一部分,以碳水化合物的形式产生新的能量储存。低功率最严格测试的人造叶片产生约800纳安每平方厘米的电流。

詹宁斯说,这远远没有足够的经济效益,但是研究人员已经在尝试新的模型。我们目前正在研究厚度达1微米的PS1薄膜。

这些薄膜每平方厘米可以产生高达2微安的电流,并且可以为廉价的计算器提供动力。虽然这些电子设备仍远远落后于最好的硅基太阳能电池,但新方法在未来可能会变得更具竞争力。

新的设计相对简单,采购廉价的植物叶片和合适的基质来制造机器人叶片应该很容易。系统仍然太脆弱,不能直接暴露在阳光下,这会烧掉PS1蛋白质。

找到一种方法来保护它们,并建造包含更多它们的叶子将进一步提高产量。那甚至可能使人造叶片变绿了?

(责任编辑:快乐彩票网)

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