格罗宁根大学 本研究中使用的人工光采集系统的示意图
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格罗宁根大学普森尼克夫 来自格罗宁根大学(荷兰)和维尔茨堡大学(德国)的科学家研究了一种简单的仿生光收集系统，该系统使用先进的光谱学与微流体平台相结合
双壁纳米管在低光强度下工作非常有效，而在高强度下能够消除多余的能量
这些性质在设计用于收集和传输光子能量的新材料中是有用的
该研究结果发表在10月10日的《自然通讯》杂志上
即使在黑暗的环境中，天然光合复合体也具有高效利用阳光的非凡能力，这引发了人们对解读其功能的广泛兴趣
理解纳米尺度上的能量传输是光电领域一系列潜在应用的关键
自然光合作用系统由许多分层排列的子单元组成，其压倒性的复杂性导致科学家将注意力转向仿生类似物，这种类似物的结构类似于它们的自然对应物，但更容易控制
捕光分子 光学凝聚态科学小组和凝聚态理论小组(均在格罗宁根大学泽尼克高级材料研究所)与德国维尔茨堡大学的同事联手，获得了人造集光复合体中能量传输的全面图像
他们使用了一种新的光谱芯片实验室方法，该方法结合了先进的时间分辨多维光谱学、微流体学和广泛的理论建模
科学家们受自然界中发现的光合细菌多壁管状天线网络的启发，研究了一种人工光收集装置
仿生装置由光收集分子制成的纳米管组成，自组装成双壁纳米管
“然而，即使是这个系统也相当复杂，”格罗宁根大学超快光谱学教授马克西姆·普什尼奇尼科夫解释道
他的团队设计了一个微流体系统，在这个系统中，试管的外壁可以被选择性地溶解，从而被关闭
“这是不稳定的，但在流动系统中，这是可以研究的
“通过这种方式，科学家可以研究内管和整个系统
说明像双壁分子纳米管(用黑色和红色描绘)这样简单的人工光收集装置如何能够通过激子湮灭(椭圆)适应变化的照明条件(两束光)，从而模仿自然设计工具箱中的基本功能元素
荣誉:迪娜·马尼亚 适应 在低光强度下，系统吸收两个壁中的光子，产生激发或激子
“由于墙的大小不同，它们吸收不同波长的光子，”普什尼奇尼科夫解释说
“这提高了效率
“在高光强度下，大量光子被吸收，产生大量激子
“我们观察到，当两个激子相遇时，其中一个实际上已经不存在了
这种效应就像一种安全阀，因为大量的激子会损坏纳米管
因此，科学家们还证明了双壁分子纳米管能够适应不断变化的光照条件
它们通过充当高度敏感的天线，在弱光条件下模仿自然设计工具箱的基本功能元素，但在高强度下，当光线太强时，它们会消除多余的能量——这种情况在自然界中通常不会发生
这两种性质都为更好地控制能量通过复杂分子材料的传输铺平了道路
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