美國得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校研究人員領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造了一種新型材料，可吸收低能量光并將其轉(zhuǎn)化為高能量光。這種新材料由超小硅納米粒子和有機(jī)分子組成，能有效地在其有機(jī)和無機(jī)成分之間移動(dòng)電子，可用于更高效的太陽能電池板、更精確的醫(yī)學(xué)成像和更好的夜視鏡。研究成果發(fā)表在最新一期《自然·化學(xué)》雜志上。
新型材料將有機(jī)和無機(jī)材料結(jié)合，可吸收低能量光并將其轉(zhuǎn)化為高能量光。
圖片來源：得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校
復(fù)合材料由兩個(gè)或多個(gè)組件組成，這些組件在組合時(shí)具有獨(dú)特的特性。例如，碳纖維和樹脂的復(fù)合材料可用作飛機(jī)機(jī)翼、賽車和許多運(yùn)動(dòng)產(chǎn)品的輕質(zhì)材料。在新研究中，材料的設(shè)計(jì)方法采用了兩種截然不同的物質(zhì)——硅和有機(jī)分子，并將它們結(jié)合得足夠牢固。無機(jī)和有機(jī)成分結(jié)合在一起創(chuàng)造出的混合材料，顯示出與光的獨(dú)特相互作用和全新特性，與這兩種成分完全不同。
這些特性有能力將長波長光子（如紅光，能很好地穿透組織、霧和液體）轉(zhuǎn)化為短波長藍(lán)色或紫外線光子。這意味著該材料可用于多種新技術(shù)，例如生物成像、基于光的3D打印和幫助自動(dòng)駕駛汽車穿越霧氣的光傳感器。
采用低能量光并使其具有更高能量，還有助于提高太陽能電池的效率，因?yàn)槠淇刹东@通常會(huì)穿過它們的近紅外光。優(yōu)化技術(shù)后，捕獲低能量光將使太陽能電池板的尺寸減小30%。
把不相干甚至不相融的材料結(jié)合起來，針對(duì)某些特性進(jìn)行試驗(yàn)、改造，常常能產(chǎn)生“1+1＞2”的效果，甚至能開辟出全新的應(yīng)用領(lǐng)域。這次，科研人員用硅納米粒子和有機(jī)分子組合出了一種新材料，它“吃”進(jìn)去的是低能量光，“放”出來的卻是高能量光，讓長波長光搖身一變成為短波長光，可應(yīng)用于生物成像、光傳感器，還可提高太陽能電池的效率，讓電池板變得更加小巧。新的排列組合總是帶給我們許多驚喜，也給更多領(lǐng)域帶來新的前景。
