

科学家宣布,利用细菌将阳光转化为能量的天然能力的激光可以为火星任务提供动力,并为地球提供清洁能源。
这项技术的灵感来自植物和细菌通过光合作用将光转化为化学能的方式。
其目的是重新利用某些光合细菌的光收集天线来“放大”来自阳光的能量,并将其转换成可以在太空中传输能量的激光束。
科学家们还希望使用有机材料而不是“易腐烂”的人造部件,这意味着激光器可以在太空中有效地再生,这意味着它们可以在不需要从地球上发送新部件的情况下保持运行。
与将太阳光转化为电能的传统半导体太阳能电池板不同,这一过程不依赖于任何电子元件。
APACE项目首先着眼于在实验室条件下开发该技术,然后对其进行测试和改进,以便在太空中使用。
研究人员说,如果成功的话,它可以被全球太空机构用来为太空探索提供动力,包括月球基地或火星任务,以及为地球上传输清洁无线能源提供一种新的方式。
这项技术是由一个国际团队开发的,其中包括爱丁堡赫瑞瓦特大学的研究人员。
赫瑞瓦特大学光子学和量子科学研究所的埃里克·高格教授说,这项技术可能是“太空力量的突破”。
他说:“在太空中可持续发电,不依赖于从地球发送的易腐部件,是一个巨大的挑战。”
然而,生物是自给自足和利用自我组装的专家。
“我们的项目不仅获得了生物学上的灵感,而且更进一步,利用细菌光合作用机制中已经存在的功能,实现了太空动力的突破。
“我们的APACE项目旨在创造一种由阳光驱动的新型激光器。
“普通的阳光通常太弱,无法直接为激光提供动力,但这些特殊的细菌在收集和引导阳光方面非常有效,通过它们复杂设计的光收集结构,可以有效地将从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将阳光转化为激光束,而不依赖于电子元件。
“例如,通过对国际空间站的研究,我们已经知道在太空中培养细菌是可能的。一些顽强的细菌甚至能在开放空间中存活下来。
“如果我们的新技术可以在空间站上建造和使用,它可以帮助在当地发电,甚至提供一条将电力发送到卫星或使用红外激光束传回地球的途径。
“这项技术有可能彻底改变我们为太空行动提供动力的方式,使探索更具可持续性,同时也推动了地球上的清洁能源技术。
“所有主要的太空机构都有月球或火星任务的计划,我们希望为他们提供帮助。”
研究小组将首先从各种细菌中提取和研究自然光收集机制,这些细菌已经进化到可以在极弱的光照条件下生存。
这些细菌具有高度专业化的分子天线结构,可以捕获并引导它们接收到的几乎每一个光子,使它们成为自然界最有效的太阳能收集器。
研究人员还将开发这些结构的人工版本,以及可以与自然和人工光采集器一起工作的新型激光材料。
然后,研究人员计划将这些组件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。
新技术的第一个原型预计将在三年内准备好进行测试。
APACE项目耗资400万欧元(420万美元),由欧洲创新委员会和英国研究与创新部门Innovate uk共同资助。
它汇集了来自英国、意大利、德国和波兰的研究人员。