纳米萤火虫技术可能创造无需电力的灯

萤火虫在黄昏时分通过化学反应点亮夏日草坪,这种反应发生在发光物质与其相关酶之间。荧光素和荧光酶分别可以为环境照明和其他用途提供自然、无电的辉光。但之前的实验未能产生足够明亮的光。

现在,雪城大学的研究人员有了一种新方法,通过使用掺杂荧光酶的纳米棒来捕捉萤火虫的光。他们表示,由此产生的系统比其他生产明亮光的尝试效率高出20到30倍。未来使用这种方法制作的圣诞灯饰、小夜灯和其他昏暗但装饰性的照明设备,将不再需要电池或电源插座就能闪耀出明亮的光芒。

据雪城大学化学助理教授Mathew Maye介绍,诀窍在于改变荧光素和荧光酶之间相互作用的范围。该团队将基因改造的荧光酶附着在由镉基半导体材料制成的纳米棒核心上。这些与量子点类似,但在此情况下它们是量子棒。然后,研究人员加入了荧光素,它充当了辉光产生的燃料。当化学物质相互作用时,它们会释放能量,这些能量会被转移到纳米棒上。这实际上就是使纳米棒发光的原因。

研究人员发现,改变纳米棒核心的尺寸,以及加长或缩短棒的长度,可以产生新的颜色。萤火虫只能产生标志性的黄绿色光,而这种纳米设备可以产生绿色、红色和橙色,甚至还能产生红外光。

该团队仍需研究如何转移更多的能量以延长辉光持续时间,以及如何将该系统规模化。但他们表示,该技术有潜力应用于照明显示领域。这项研究发表在ACS Nano Letters上。

Bioluminescent Nanorods
雪城大学

[来自Science Daily]

 

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丽贝卡·博伊尔是一位屡获殊荣的自由撰稿人,她撰写关于天文学、人畜共患病以及介于两者之间的各种主题的文章。她是《大西洋月刊》的特约撰稿人,她的作品经常出现在《大众科学》、《新科学家》、《FiveThirtyEight》、《连线》以及许多其他面向成人和儿童的出版物上。丽贝卡在科罗拉多州长大,离太空更近一英里,现在住在圣路易斯,靠近大陆两条最强大的河流的交汇处。

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