科學家們看到了操縱或模仿自然光合作用過程的巨大潛力，這可能帶來新形式的清潔燃料，吸收二氧化碳的方法或幫助藥物發現。瑞典隆德大學的一個團隊展示瞭如何利用精心佈置的鏡子來捕獲光線，並為光合作用的收穫提供動力。

光合作用是植物將太陽光、二氧化碳和水轉化為化學能的過程。人工形式的光合作用可能通過使用太陽能電池和電解器將水分裂成氫氣，或通過半透明材料塑造成人工葉子，通過化學反應將陽光轉化為能量來重現這一過程。

當涉及到為生物體內的光合作用加速時，我們也看到了有希望的進展，例如特殊的電極設計可以提高光合作用細菌的能量收集能力。隆德大學的新研究遵循類似的思路，科學家們利用光合紫色細菌的光收集機制進行研究。

這些複合物由蛋白質和葉綠素分子組成，它們將光能轉移到另一個被稱為反應中心的複合物上，後者反過來驅動生物體的細胞代謝。這些”天線”複合物被放置在兩個光鏡之間，這兩個光鏡的間距僅為納米級別。

該團隊的實驗示意圖，涉及光合紫色細菌的鏡子和採光復合物圖像來源/Tönu Pullerits

隆德大學化學物理學教授Tönu Pullerits說：”我們將所謂的光合作用天線複合物插入兩面鏡子之間，這兩面鏡子作為一個光學微腔，相距僅幾百納米。可以說，我們以一種囚禁的方式抓住了在鏡子之間來回反射的光線。”

通過激光光譜學研究這一過程，科學家們觀察到反射的光和天線複合物之間更強的相互作用，反過來又”大大延長了激發狀態的壽命”。這反過來可以產生一種漣漪效應，加速能量的轉移，最終使光合作用的關鍵因素之一變得更快、更有效。

“我們現在已經在一個漫長的旅程中邁出了幾個初步的步驟，”Pullerits說。”可以說，我們已經確定了一個非常有希望的方向。”

這項研究發表在《自然通訊》雜誌上。