科学家发明人造光合作用系统 能够自我修复

　　美国每日科学网站2月10日报道 研究人员正在利用碳纳米管和DNA开发一种新型太阳能电池，它能像植物体内天然的光合作用系统那样自我修复，从而延长使用寿命并降低成本。

　　普渡大学机械工程系助理教授崔宗铉(音)说：“我们利用光学纳米材料制造了人造光合作用系统，它能利用太阳能，将之转化为电能。”

　　崔说，该设计利用了被称为“单壁碳纳米管”的不同寻常的电子学特性，把它们用作“光能电池中的分子电线”。

　　他说：“我认为我们的研究方法有望产业化，不过目前我们仍然处在基础研究阶段。”

　　光电化学电池能把太阳光转化为电能，并利用电解液来传输电子，形成电流。这些电池含有被称为“载色体”的可吸收光的染料，这些类似叶绿素的分子在接触光线之后会降解。

　　崔说：“这种降解正是传统光电化学电池的关键问题。”

　　新技术模拟大自然的方式克服了这一问题：不断用新染料取代遭光子破坏的染料。崔说：“这种自我再生在植物中每时每刻都在进行。”

　　根据这一新理念，有可能制造出新型的光电化学电池，只要不断补充新的载色体，它就能无限期地开足马力工作。

　　在电池中，碳纳米管充当了固定D N A片断的平台。在重组后拥有特定核苷酸序列的DNA能够识别并依附在载色体上。崔说：“DN A能识别染料分子，随后整个系统自动自我组装。”

　　当需要替换载色体时，可以通过化学过程或补充新的具有不同核苷酸序列的DNA片断，去除已损坏的染料分子。随后便可添加新的载色体。这项模拟自然界自我修复机制的技术有两个关键点：分子识别以及热力学亚稳性，亦即系统不断被分解和重新组装的能力。