奥秘：纳米材料使得收获阳光更容易

　　得益于纳米材料的进步，利用阳光来驱动例如人工光合作用等化学反应很快就会变得更有效率。

　　这是帝国理工学院物理系的研究人员今天发表的一项研究的结论，其最终可能会有助于提高太阳能技术，并被用于新的应用领域，例如利用阳光来分解有害化学物质。

　　阳光被用来驱动许多在没有阳光时不会发生的化学过程。例如，二氧化碳和水通常不会起反应，但在光合作用过程中，植物吸收这两种化学物质，然后利用阳光来产生氧气和糖。

　　这个反应的效率是非常高的，这意味着从太阳光获得的能量被转移给了化学反应，但到目前为止，科学家们一直无法在人造的人工装置上模拟这个过程。

　　其中一个原因是，许多能够与光进行化学反应的分子其本身并不能有效地吸收光。它们依赖于光催化剂——能够有效吸收光，然后将能量传递给分子以驱动反应的材料。

　　在这项新的研究中，研究人员研究了一种使用纳米颗粒的人造光催化剂材料，并找到了如何使其更高效的方法。

　　这可能会得到更好的太阳能电池板，因为可以更有效地收获来自太阳的能量。通过利用阳光来驱动将化学物质分解成危害更小的物质的化学反应，该光催化剂也可以用来破坏液体或气体污染物，例如水中的农药。

　　来自帝国理工学院物理系的首席作者Emiliano Cort博士说：“这一发现为在各种技术中提高使用和储存阳光的效率开辟了新的机会。通过使用这些材料，我们可以彻底改变我们目前在存储和使用阳光具有重要意义的能量转换的能力，以及在破坏污染物分子或气体和水体清洁等各种新应用上的能力。

　　该研究小组研究的这种材料是由金属纳米颗粒制成的——这些颗粒直径只有一米的十亿分之一大小。他们的结果发表在今天的《自然*通讯》杂志上。

　　该团队包括来自德国杜伊斯堡-埃森大学化学系教授Sebastian Schlücker领导的研究人员以及来自伦斯勒理工学院和美国哈佛大学的理论学家，他们证明了光诱导化学反应发生在这些纳米材料的表面的特定区域。

　　通过在银催化剂的表面上跟踪很小的金纳米颗粒的位置（作为标记），他们确定出了这些纳米材料的哪些区域最适合于传递能量给化学反应。

　　现在，他们知道了哪些区域负责收获阳光并将其转移到化学反应中去的过程，该小组希望能够改造这种纳米材料，以增加这些区域的面积，从而使其更高效。

　　首席研究员Stefan Maier教授说：“这是一个很有力的演示，展示了这些在过去十年被我在帝国理工学院的研究组所研究的金属纳米结构，仍然以它们在纳米尺度下控制光的能力来继续给我们惊喜。

　　“这个新的发现由Cortés博士和他的合作者在德国完成，而美国的同行在光催化和纳米化学上为该领域开辟了新的可能性。”