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现在 ， 科学家们在操纵或模仿光合作用的自然过程中看到了巨大的潜力 ， 这可能会导致新形式的清洁燃料、吸收二氧化碳的方法或有助于药物发现 。 瑞典隆德大学的一个研究团队将这项技术引向了一个有趣的新方向 ， 他们展示了如何使用精心布置的镜子来捕捉光线 ， 并为光合作用的收获提供额外的能量 。
【研究人员迈出了利用镜子控制光合作用的第一步】上图：科学家们通过超快激光光谱观察了光合作用实验的效果 。
光合作用是植物将阳光、二氧化碳和水转化为化学能的过程 。 人工形式的光合作用可以通过使用太阳能电池和电解槽将水分解为氢 ， 或半透明的材料制成人造叶子 ， 通过化学反应将阳光转化为能量来实现这一点 。
我们也看到了在生物体内进行超级光合作用方面很有前景的进展 ， 比如特殊的电极设计可以提高光合细菌的能量收集能力 。 隆德大学（Lund University）的这项新研究遵循了类似的思路 ， 科学家们研究的是光合作用紫色细菌的光收集复合物 。
这些复合体由蛋白质和叶绿素分子组成 ， 它们将光能转移到另一个复合体 —— 反应中心 ， 而反应中心反过来又驱动有机体的细胞代谢 。 这些“天线”复合物被放置在两个光学反射镜之间 ， 两者之间的距离仅为纳米 。
上图：该团队涉及镜子和光合紫细菌的光收集复合体的实验图 。
隆德大学化学物理学教授托努普莱瑞茨（T?nu Pullerits）说：“我们在两个相隔几百纳米的镜子之间插入了所谓的光合天线复合物 ， 作为一个光学微腔 。 你可以说 ， 我们捕捉到了在镜子之间来回反射的光线 ， 这就像是一种圈养 。 ”
通过超快激光光谱学研究这一过程 ， 科学家们观察到反射光和天线复合体之间更强的相互作用 ， 进而“激发态寿命显著延长” 。 这反过来会产生一种连锁反应 ， 加速能量的转移 ， 最终使光合作用的一个关键元素更快更有效 。
“我们现在已经在漫长的旅程中迈出了最初的几步 ， ”普莱瑞茨说 。 “可以说 ， 我们已经制定了一个非常有希望的方向 。 ”
这项研究发表在《自然通讯》杂志上 。
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