創(chuàng)新連線俄羅斯

俄羅斯國(guó)立核能研究大學(xué)莫斯科物理工程學(xué)院的科研人員以量子點(diǎn)和光敏蛋白組成的混合材料為基礎(chǔ)，研發(fā)出一種新型太陽(yáng)能電池。有關(guān)專家指出，這種電池在轉(zhuǎn)化太陽(yáng)能和光學(xué)信息處理方面具有極大潛力。相關(guān)研究發(fā)表在《光敏傳感器和生物電子學(xué)》雜志上。

單細(xì)胞生物的蛋白能夠把光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能(類似植物的葉綠素)，這一切是通過細(xì)胞膜的正電荷傳遞發(fā)生的。單細(xì)胞與葉綠素的重大差別在于離開氧氣存活的能力，單細(xì)胞生物能生活在類似死海深處、極富侵蝕性的環(huán)境中。從進(jìn)化的角度來說，它們的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和光學(xué)穩(wěn)定性高。在此情況下，單細(xì)胞生物的蛋白可在億萬分之一秒內(nèi)多次改變顏色，因此是制造全息處理器的極有前景的材料。

研究人員將單細(xì)胞蛋白與半導(dǎo)體納米粒子(量子點(diǎn))結(jié)合起來，大大改善了這些性能。維克托克里文科夫介紹說：我們制造了高效運(yùn)行的光敏晶格，它在光子能非常低的光的影響下產(chǎn)生電流。在普通條件下，這種光敏晶格不工作，因?yàn)楣饷舴肿又辉诜浅＊M窄的能量范圍內(nèi)吸收光。而量子點(diǎn)只在非常寬廣的范圍內(nèi)才能這么做，甚至可以把兩個(gè)低能光子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)高能光子，就像把它們合并在一起相同。

有關(guān)專家指出，上述研究顯示了在生物結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上制造高效光敏元件的潛力。它們不僅能應(yīng)用在太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化中，也可用在光學(xué)信息處理中。