光合藻類已經(jīng)對(duì)它們的光捕捉技術(shù)進(jìn)行了數(shù)百萬年的改進(jìn)。因此，這些藻類擁有強(qiáng)大的集光系統(tǒng)——蛋白質(zhì)吸收光然后轉(zhuǎn)化成能量——科學(xué)家們一直渴望了解其中的機(jī)制并模仿它以應(yīng)用在可再生能源上。 :g`j gn0  
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　　現(xiàn)在，普林斯頓大學(xué)的研究人員揭示了一種機(jī)制，其可以提高隱芽藻類Chroomonas mesostigmatica的光捕獲效率。這些發(fā)現(xiàn)發(fā)表在了12月8日的《化學(xué)》期刊上，為人工集光系統(tǒng)如分子傳感器和太陽(yáng)能集熱器的設(shè)計(jì)提供了有價(jià)值的見解。 c{X:0man  
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　　隱芽藻類通常生活在其他吸收大部分太陽(yáng)光線的生物體下面。相應(yīng)的，這些藻類進(jìn)化成依靠那些不被它們的鄰居所捕獲的光——主要是黃綠色光來蓬勃生長(zhǎng)。這些藻類收集這種黃綠色光的能量，并將其傳遞到一個(gè)將其轉(zhuǎn)換成紅色光的分子網(wǎng)絡(luò)，在其中葉綠素分子需要執(zhí)行重要的光合化學(xué)。 'zg; *)x1/  
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　　能量通過該系統(tǒng)的速度既令人印象深刻，又使研究它們的科學(xué)家感到困惑。Scholes實(shí)驗(yàn)室的預(yù)測(cè)總是比觀察到的速度慢三倍。“這些能量通過蛋白質(zhì)的時(shí)間尺度——我們永遠(yuǎn)也不會(huì)明白為什么這個(gè)過程能夠如此之快，”責(zé)任作者Gregory Scholes說，他是普林斯頓大學(xué)William S. Tod榮譽(yù)化學(xué)教授。 i:coNK)4  
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　　2010年，Scholes的研究小組發(fā)現(xiàn)了證據(jù)，這些快速率背后的原因是一個(gè)被稱為量子相干性的奇怪現(xiàn)象，在其中分子可以根據(jù)量子力學(xué)概率定律而不是經(jīng)典物理來共享電子激發(fā)和轉(zhuǎn)移能量。但研究小組直到現(xiàn)在為止都無法準(zhǔn)確解釋相干性是如何加快速率的。 ev}ugRxt|k  
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　　通過使用一種復(fù)雜的超快激光方法，研究人員能夠測(cè)量分子的光吸收，并從根本上跟蹤系統(tǒng)中的能量流。正常情況下，吸收信號(hào)會(huì)重疊，使它們不可能被分配到蛋白質(zhì)復(fù)合物內(nèi)的特定分子，但該小組通過將該蛋白質(zhì)冷卻到非常低的溫度能夠提高信號(hào)的對(duì)比度，Jacob Dean說，他是該文章的主要作者以及Scholes實(shí)驗(yàn)室的博士后研究員。 +nj 2  
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　　研究人員觀察了該系統(tǒng)的能量從一個(gè)分子轉(zhuǎn)移到另一個(gè)分子，從高能量的綠色光轉(zhuǎn)移到低能量的紅光，多余的能量以振動(dòng)能的形式損耗掉。Dean說，這些實(shí)驗(yàn)揭示了一個(gè)特定的光譜模式，它是施主分子和受主分子之間的振動(dòng)共振或者說振動(dòng)匹配的一個(gè)確鑿證據(jù)。 [10y