近日據英國愛丁堡赫瑞瓦特大學發布消息稱,該校團隊經過研究發現太陽光可用於(yu) 驅動激光。太陽光作為(wei) 是地球上最豐(feng) 富的可再生能源之一,如能用於(yu) 激光器驅動,將成為(wei) 未來行業(ye) 發展的重要轉折點。
■光合天線複合體(ti) 從(cong) 陽光中收集能量,將其轉換為(wei) 電子激發並有效地匯集到放置在中間的 H-二聚體(ti) 。在這裏,激發被吸收到明亮的高能狀態,然後迅速弛豫到黑暗的低能狀態。這種機製可以防止重新發射並允許|L⟩和|G⟩狀態之間的種群反轉,因此可以產(chan) 生激光
傳(chuan) 統激光器是由電池或電網的電能供電。即使使用可再生電力,這也需要額外的基礎設施,並且在此過程中總是會(hui) 有能源損失。研究團隊表示,使用陽光驅動激光器以代替化石燃料啟動化學過程,在未來具有很大的發展空間。
赫瑞瓦特光子學和量子科學研究所的Erik Gauger博士,此前在《新物理學雜誌》上發表的一項研究中概述了日光驅動激光器的工作原理。Gauger談到,陽光很豐(feng) 富,但由於(yu) 它是稀薄的和多變的,很難收集、儲(chu) 存和利用。大自然已經找到了一種通過光合作用實現這一目標的方法,即植物將陽光、水和碳轉化為(wei) 食物和能量。
團隊為(wei) 新的激光係統設計了一個(ge) 仿生藍圖,該係統可以將自然陽光升級為(wei) 相幹激光束。其他科學家已經開始研究太陽能激光器,但迄今為(wei) 止所展示的仍需要複雜的係統和高水平的製冷。Gauger所在的研究團隊轉向了紫色細菌,這是一種在池塘和湖泊中發現的光合生物,為(wei) 他們(men) 的新係統提供了靈感。
紫色細菌有環狀觸角,中間有一個(ge) 反應中心,可以將陽光轉化為(wei) 化學能。Gauge表示,如果能找到一種方法來去除反應中心並用更簡單的結構取而代之,就可以使用一堆經過修改的光合結構在環境條件下將陽光轉化為(wei) 激光束。
具體(ti) 來說,這種設計既不需要外部電源,也不需要複雜的大型環繞鏡頭。它將是輕巧便攜的完全天然有機組件。它將構成綠色能源的終極來源。現在,研究團隊擁有所有這些可用的成分,隻需要找到玩分子“樂(le) 高”和組裝結構的最佳方法。
Gauger說,最終結果可能是一種低能量的太陽能激光器,但仍可用於(yu) 一係列應用。太陽能激光器可用於(yu) 產(chan) 生綠色能源或實現化學過程。這可以解決(jue) 肥料生產(chan) 等過程的碳足跡。這非常令人興(xing) 奮,我們(men) 可以利用太陽能資源來實現碳排放的減少。
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