研究发现分子振动可提高光合作用效率

科学日报报道，最近美国密西根大学生物物理学研究团队对光合作用的力学进行了深入研究，并成功阐明了分子振动在光合作用能量转换过程中的关键作用。这一发现有望为工程师们制造更高效的太阳能电池和能量储存系统提供重要启示。该研究也为关于光合作用如何变得如此高效的“量子生物学”辩论提供了新的证据。

尽管光合作用是我们赖以生存的关键生物化学过程，将太阳光、水和二氧化碳转化为植物的食物和氧气供给动物呼吸，但科学家们一直未能完全揭示其工作原理。密歇根大学的研究人员此次取得了重要突破，他们成功鉴别了帮助电荷分离的特定分子振动。

在光合作用的最初阶段，电荷分离是关键步骤，它涉及到将电子踢出原子，从而将太阳能转化为化学能量，以供植物生长和存活。研究首席作者、密西根大学物理学和生物物理学副教授詹妮弗·奥格尔维表示：“无论是自然光合作用还是人造光合系统，都会涉及光能吸收和电荷分离。我们希望通过研究电荷分离，开发出能够产生电力或其它可使用的能源，如生物燃料。”

这项研究还包括密西根大学的荣誉教授查尔斯·约克姆的参与。他们的发现被发表在了7月13日的《自然化学》期刊上。为了揭示光合作用的精确过程，奥格尔维和她的研究小组设计了一项超快激光脉冲实验，这个实验的反应速度极快，甚至超越了人眨眼的速度。光合作用的电荷分离过程发生在极短的时间内，大约是人眨眼的1000亿分之一。通过利用精心计时的超短激光脉冲序列，奥格尔维及其同事能够启动光合作用并实时观察这一过程的瞬间变化。

这一研究不仅让我们更深入地理解了光合作用的工作原理，也为未来能源技术的发展开辟了新的道路。随着研究的深入，我们有望利用光合作用的原理开发出更高效、更环保的能源技术，为人类社会的可持续发展贡献力量。