利用光合作用储能的泡沫塑料

当我们想喝热咖啡或冷啤酒时，常利用聚苯乙烯泡沫塑料容器保存。因为它们的隔热性能非常好。现在科学家们发现，这种泡沫塑料的单分子有一种令人惊奇的特殊性能，它有可能像植物利用光合作用一样“抓住”阳光中的能量并储存起来。植物利用光合作用，可以将阳光中的能量储存在化学健中，而泡沫塑料则是利用阳光中光子的能量轰击出塑料分子中的电子供给蓄电池。

美国新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室正准备利用这一性能研制一种廉价的聚苯乙烯泡沫塑料基蓄电池新品种，为汽车和移动电话等大大小小的产品提供所需的电能。

光合作用的第一步是叶绿素组成的“天线”吸收光子，然后用光子的能量推动分子化学键周围的电子加入反应，最后夺去水的电子而使氧与二氧化碳反应产生有丰富能量的糖。

洛斯阿拉莫斯实验室的 Tom Meyer 和他的科研小组正设法利用各种不同的人工 合成分子重新创造光合作用中的每一个过程，这些人造分子和金属钌结合进行这一工作。最近，他们将这些人工合成分子连接到聚苯乙烯聚合物分子骨架上进行了实 验。之所以选择聚苯乙烯作骨架，是因为聚苯乙烯应用极为广泛，对它的化学过程已非常了解。

研究人员先用人工合成分子的一种溶液进行了实验，实验正像预期的一样。一些含钌的人工合成叶绿素“天线”的侧链可以吸收光能并沿聚合物链到达另一钌络合物，并促成某种化学反应将电子推进到络合物的不同部分。 以这种方式流动的电子正是蓄电池工作时电子的流动 方式。

由于聚苯乙烯衍生物生产起来很便宜，因此Meyer 认为这种聚合衍生物有极光明的前景。例如可以制造能从水中吸引出电子而得到氢燃料或产生电流的太阳能燃料电池。

现在他的科研小组的主要目标是增加这些聚合物分子转换能量的效率，现在的效率还停留在15% 左右。要想让聚合物将吸收的光能转换成电能并储存起来肯定还需要作大量工作，但前景是光明的。

资料来源《新科学家》2000.7.15