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隐芽海藻擅长收割阳光

查字典生物网 2016-12-29

在一个海藻吃海藻的世界里，一种单细胞的光合作用生物体位于海洋的顶层，并能吸收到最多的阳光。在亚层，则生活着竞相追逐光子的隐芽藻类，而它们生存下来的关键是快速捕捉光能以及将其转化为食物。相关论文近日发表于《化学》。该发现将有助于制造新一代光捕捉系统仿生设计。

通过使用超短激光脉冲，美国普林斯顿大学研究人员发现，海藻光捕捉能力的飙升归因于能量如何从一种光吸收分子转移到另一个分子。在1纳秒里，能量能越过数千个分子，分子间的能量交换能引起分子振动。而这种振动的增加能触发连锁反应，使得隐芽藻类能更快地吸收额外的光能。

“即便在大晴天，海洋中的阳光也是微弱的光子来源，并不足以形成光合作用的酶化学反应，所以隐芽藻类必须广撒网，更快地捕捉更多光子。”该论文第一作者Gregory Scholes说，“由于它们吸收的光比陆地植物少得多，因此收割光量子就更重要了。”

目前的光捕捉技术也是用类似策略提高无机分子的光吸收量，但远未达到隐芽藻类的能力。受启发研制一种能在小面积内吸收大量光子的有机材料将十分有用。“毫无疑问，目前分子振动的效果无法媲美隐芽藻类，因此我们必须弄清藻类振动机理，这将有助于我们理解这种生物体是如何向最优光吸收能力进化的。”Scholes说。
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