慕尼黑化學家實驗發現,葉綠素發色團直角排列可100%傳遞能量,不同發色團吸收不同波長的光,從而可制成覆蓋大部分光譜的寬頻采光器
每日科學報道,慕尼黑路德維克·馬克西米連大學(LMU: Ludwig-Maximilians-Universit)化學家已經推翻了福斯特理論(Forster theory)的一個基本假設,這一假設描述色素分子(pigment molecule)之間的能量轉換,這些色素分子也就是那些構成光合作用的分子。新的理論會影響光學計算機設計,提高太陽能電池的效率。
葉綠素和其它色素分子常常涉及到特化蛋白質,能夠形成的復合物,可以充當有效的天線,收集光并傳遞給光合反應中心或太陽能電池導電層。
光合作用形成富含能量的化合物,這需要陽光的作用,也是地球上生命的基礎。在植物中,陽光的采集是依靠所謂的天線復合物(antennal complexes),這種復合物所包含的蛋白質屬于綠色素葉綠素(chlorophyll)。葉綠素捕捉到陽光能量并進行分程傳遞,幾乎沒有損失,傳遞要經過幾個中間分子,最后傳至反應中心,在那里,光能量被轉換為穩定形式的化學能量。
分子間的傳遞過程福斯特理論已經做了描述。這一理論假定,色素的作用是振子(oscillating dipoles),它用電來激發鄰近的分子,其方式很類似偶極子天線(dipole antenna)元件,這種元件接收無線電信號并傳遞給接收器。實驗測量是在路德維克·馬克西米連大學進行的,化學家海因茨·郎哈爾斯(Heinz Langhals)教授攜手物理學系的科學家,現在已經推翻了這一理論。
“偶極子之間能量轉移取決于它們的取向,”郎哈爾斯說: “當偶極子經正交處理后,能量轉移就不應該發生。我們已經用實驗測試了這個假設,同時讓人驚訝的是,我們發現,能量轉移快速、極其有效地進行,就是在這些條件下。”路德維克·馬克西米連大學的研究小組攜手國際合作伙伴,現在想建立堅固的實驗基礎,以構建能量轉移的新理論。這很有可能影響光學電腦的發展,也有助于提高太陽能電池的效率。