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新型分子可有效吸收并储存太阳能

时间:2022-11-27

这意味着可以利用分子有效吸收太阳能并储存备用

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瑞典林雪平大学(LiU)的研究人员发明了一种新型分子,在受到光照后,将转变自身的结构把光能储存在分子内部。这意味着可以利用分子有效吸收太阳能并储存备用。

林雪平大学计算物理学教授杜比和他的研究组利用澳洲国家超级计算机中心的计算能力发明了一种新型分子,可有效吸收并储存太阳能。(瑞典林雪平大学)这项发表在《美国化学会志》(JACS)上的研究利用一类称为“光电开关分子”的化合物实现了这一成果。光电开关分子在光照的刺激下可以转换自身的化学结构,从而展现完全不同的特性。光电开关分子至少已有两种常见的应用。一类是分子电子学,就是当分子处于不同的结构的时候,具有不同的导电性能。另一类是光药理学,即在一种形式下分子的药理特性处于活跃的状态,可以与生物体特定的目标蛋白绑定,另一种形式下则处于休眠状态。很多研究是采用先实验,再通过理论计算验证的方式。这份研究是先利用计算化学,在电脑上完成计算和模拟,找到一种分子在光的作用下,其转化形式和所需的性能正符合研究人员的需要,再将分子设计送到实验室制造。研究人员计算显示,这种分子受到光照后,在不到200飞秒(10的负15次方秒)这样极短的时间内完成结构的转变。为了实现分子高效储能,研究人员必须让这种分子在两种状态下的能量差达到最大化。他们所开发的分子在一种形式下是极其稳定的芳香烃形式,具有三个苯环结构。当它吸收阳光后,苯环消失,分子变成高能态。研究者之一林雪平大学计算物理学教授杜比(Bo Durbeej)说:“多数化学反应内分子从高能向低能转化,这里,我们所做的相反──分子从低能向高能的状态转化。我们原以为这很困难,但是我们的结果展示了实现既快速又高效变化的可能性。”接下来,研究人员将考察如何最有效地将分子存储的能量释放出来。

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