写于 2018-10-01 08:09:04| 永利澳门娱乐平台| 2018澳门永利赌场

麻省理工学院的工程师利用这种被称为“量子古怪”的现象,以显着提升太阳能电池中经常使用的光收集系统,使用一种相当非传统的技术来实现这一壮举

“量子古怪”是一个术语,用于描述量子力学的奇异效应,例如粒子同时存在于多个地方的能力,以及本周发表在“自然材料”杂志上的一项研究,研究人员解释说他们如何使用基因工程病毒来提供基于量子的能量传递增强

机械工程处理机构Seth Lloyd及其同事所说,这项研究的目标是模仿自然光合作用,这一过程在数十亿年的时间内实现了接近100%的效率

在这个过程中,光子与一种称为发色团的受体碰撞,后者又产生称为激子的能量的量子粒子

Lloyd解释说,这种激子穿过几个发色团,直到它进入一个反应中心,在那里收获能量以构建支持生命的分子

然而,它行进的路径是随机且低效的,除非它利用量子效应使其能够同时采用多个路径并选择最佳路径

操纵发色团以达到“量子金锭效应”有效激子运动的关键在于发色团以正确的方式排列,并将完美的空间分隔开来 - 劳埃德称之为“量子金发效应”

使用工程病毒,他和他的同事能够操纵人造发色团来改变它们之间的间距

他们生产了几种不同的病毒,每种都使合成发色团的间距略有不同,并且能够使用效果最好的病毒

最终,它们能够使激子的速度提高一倍以上,并且在消散之前增加它们可以行进的距离,从而显着提高整个过程的效率

这项研究可以追溯到2008年,当时劳埃德看到麻省理工学院的同事安吉拉贝尔彻(Angela Belcher)发表了一篇关于工程病毒专家执行能源相关任务的论文,并想知道她的工作是否可以用于帮助他自己的人工诱导量子效应,有助于使自然光合作用如此有效

两人开始合作两周后,他们开发了工程病毒的初始测试版本,在接下来的几个月里,他们致力于改善受体和间距

在对病毒进行工程设计后,他们使用激光光谱和动态建模来观察光采集过程,并证明病毒使用量子相干性以增强激子的传输

虽然麻省理工学院的团队强调他们的结果只是概念的证明,但他们的技术最终可用于制造更便宜,更高效的太阳能电池

虽然病毒可以像光一样收集和传输能量,但它们还不能产生能量(用于太阳能电池)或分子(光合作用),但这可以通过添加反应中心来实现,Lloyd,Belcher和他们的同事补充说

- 特写图片:Thinkstock