摘要：包括英国赫瑞瓦特大学（Heriot-Watt University）科学家在内的一个国际研究团队计划开发一种受光合作用启发的新方法，从而在太空中采集太阳能。

原创：化合物半导体杂志

APACE项目将利用受细菌采光结构启发的新材料来制造由太阳光驱动的激光器

包括英国赫瑞瓦特大学（Heriot-Watt University）科学家在内的一个国际研究团队计划开发一种受光合作用启发的新方法，从而在太空中采集太阳能。

通过改换细菌中天然光合作用结构的用途，他们旨在将太阳光转换为激光束，以促进卫星之间、从卫星到月球基地甚至传回地球的电力传输。

耗资400万欧元的APACE项目由欧洲创新委员会和英国国家科研与创新署下属的Innovate UK联合资助。该项目汇集了英国、意大利、德国和波兰的研究人员，旨在制造由太阳能驱动的新型激光器，为日益增多的卫星和未来的太空任务提供可靠、高效的电力。

研究团队将首先从特定类型的紫色及绿色硫细菌中提取并研究天然的采光机制，这些细菌已经进化到可以在极弱的光照条件下生存。这些细菌具有专门的分子天线结构，可以捕捉并输送它们接收到的几乎每一个光子，因此成为自然界最高效的太阳能收集器。

与此同时，研究团队还将开发这些结构的人工版本，以及能够与自然采光器和人工采光器协同工作的新型激光材料。然后，这些组件将被组合成一种新型激光材料，并在越来越大的系统中进行测试。

赫瑞瓦特大学光子学和量子科学研究所的Erik Gauger正在领导该项目的理论建模工作。他解释道：“不靠地球发来的易损元件，在太空中实现可持续发电是一个巨大的挑战。然而，生物是自给自足和利用自组装的专家。我们的项目不仅从生物中汲取灵感，而且更进一步，利用细菌光合作用机制中已有的功能，在太空发电方面实现突破。”

“我们的APACE项目旨在创造一种由太阳光驱动的新型激光器。常规的太阳光通常过于微弱，无法直接为激光供能，但这些特殊细菌能以惊人效率通过其设计精巧的采光结构收集并输送太阳光，可以有效地将从太阳光到反应中心的能量通量放大几个数量级。我们的项目将利用这种放大水平，在不依赖电子元件的情况下将太阳光转换为激光束。”

关键的技术创新包括：开发超分子增益介质，将光合作用或人造天线复合物与专门设计的激光单元相结合；新型腔体设计，可用于微观尺度和宏观尺度的激光器工作。

研究团队预计在三年内准备好首个原型，以供测试。

来源：CSC化合物半导体