假设您想做一条可以兼作太阳能电池板的裤子。（为什么不呢？）您如何知道从何开始寻找适合您这项发明的材料？
嗯，现在您可能会使用昨天上线的分子空间数据库。它列出了数万种由碳而非硅制成的潜在太阳能材料，硅是目前商业太阳能电池板使用的材料。每种材料的发现都不是由一位化学家独自构思出来的，而是通过一个自动化的计算机程序发现的。这正是帮助研究人员找到如此多材料的原因。哈佛大学化学家、领导这项碳太阳能化合物研究工作的 Alán Aspuru-Guzik 表示，在此之前，研究人员只知道三四种能够高效地将阳光转化为电力的碳基材料。
“太阳能披肩、太阳能裤子，”Aspuru-Guzik 在列举可能性时说道。总的来说，碳材料的能量转换效率不如硅，但只要效率足够，它们的其他优势就可能胜过这一点。它们比硅材料更轻、更灵活、生产成本更低。它们仍需要更多开发才能出现在产品中。最终，许多材料将被淘汰。但那些被选中的材料可能会被用于太阳能窗户、墙壁和其他创意应用。“太阳能披肩、太阳能裤子，”Aspuru-Guzik 在列举可能性时说道。
碳基太阳能技术也有助于为全球低收入地区带来电力。Aspuru-Guzik 告诉《大众科学》：“这项应用是我个人最希望看到的。”
他估计，他的团队找到的每一种可能性都需要大约一年的研究时间，开发人员才能知道它是否适用于特定应用，例如那条裤子。他和他的合作者将进行部分研究，但他们已将数据库免费提供，希望其他人也能使用。
该数据库总共表征了 230 万种材料。Aspuru-Guzik 表示，其中约 1,000 种可以将 11% 或更多的太阳能转化为电力。（“那么，要研究完您的数据库识别出的内容需要 1000 年吗？”我问道。“或者 1000 名研究生，”Aspuru-Guzik 回答。）另有 34,000 种分子可以将太阳能的 10% 到 11% 转化为电力。研究人员在分子空间之前发现的其他碳基太阳能材料的能量转换率为 4% 或 5%，而硅基电池板的转换率为 15% 左右。
这并非化学家首次对新型超轻材料、电池材料或其他有吸引力特性的材料进行大规模筛选。最近有几个研究团队一直在进行类似的工作。其他主要进行中的项目包括 Materials Project 和 Aflowlib。在美国，奥巴马政府通过其材料基因组倡议支持此类研究。2011 年，政府宣布，大学、私营公司和政府机构将向该倡议投资超过 1 亿美元，该倡议旨在通过开发发现高科技材料的新方法来促进美国制造业。
然而，在他们看来，Aspuru-Guzik 和他的同事们认为他们的项目有一个独特的转折。分子空间可能是第一个不需要超级计算机的材料科学大型筛选项目。这并非因为它不需要大量的计算。它需要：分子空间的算法既能自动生成待测试的分子，又能表征这些分子。
然而，分子空间并没有使用超级计算机，而是利用了普通人通过 IBM 的 World Community Grid 捐赠的计算能力。这个概念与 SETI@home 和过去几年启动的几个允许人们捐赠闲置计算机算力的项目相同。
接下来，该团队希望推出一个类似于另一项人群众包科学项目 FoldIt 的计划，这是一个游戏，玩家可以按照基本规则折叠蛋白质的分子模型。该团队将推出一个门户网站，人们可以使用分子空间的算法设计和测试自己的结构。研究人员希望人们能想出计算机想不到的分子。
“人类就是计算机。他们只是不同类型的计算机，”Aspuru-Guzik 说。
