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新型分子可有效吸收並儲存太陽能

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林雪平大學計算物理學教授杜比和他的研究組利用澳洲國家超級計算機中心的計算能力發明了一種新型分子,可有效吸收並儲存太陽能。(瑞典林雪平大學)

)瑞典林雪平大學(LiU)的研究人員發明了一種新型分子,在受到光照後,將轉變自身的結構把光能儲存在分子內部。這意味着可以利用分子有效吸收太陽能並儲存備用。

這項發表在《美國化學會志》(JACS)上的研究利用一類稱為「光電開關分子」的化合物實現了這一成果。光電開關分子在光照的刺激下可以轉換自身的化學結構,從而展現完全不同的特性。

光電開關分子至少已有兩種常見的應用。一類是分子電子學,就是當分子處於不同的結構的時候,具有不同的導電性能。另一類是光藥理學,即在一種形式下分子的藥理特性處於活躍的狀態,可以與生物體特定的目標蛋白綁定,另一種形式下則處於休眠狀態。

很多研究是採用先實驗,再通過理論計算驗證的方式。這份研究是先利用計算化學,在電腦上完成計算和模擬,找到一種分子在光的作用下,其轉化形式和所需的性能正符合研究人員的需要,再將分子設計送到實驗室製造。

研究人員計算顯示,這種分子受到光照後,在不到200飛秒(10的負15次方秒)這樣極短的時間內完成結構的轉變。

為了實現分子高效儲能,研究人員必須讓這種分子在兩種狀態下的能量差達到最大化。他們所開發的分子在一種形式下是極其穩定的芳香烴形式,具有三個苯環結構。當它吸收陽光後,苯環消失,分子變成高能態。

研究者之一林雪平大學計算物理學教授杜比(Bo Durbeej)說:「多數化學反應內分子從高能向低能轉化,這裏,我們所做的相反──分子從低能向高能的狀態轉化。我們原以為這很困難,但是我們的結果展示了實現既快速又高效變化的可能性。」

接下來,研究人員將考察如何最有效地將分子存儲的能量釋放出來。◇

責任編輯: 夏雨荷  來源:大紀元 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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