南安普顿大学的科学家与谢菲尔德大学和克里特大学合作开发了一种新的混合能量转移系统，该系统模拟了光合作用的过程。
从光合作用到呼吸作用，光吸收过程及其转化为能量代表了在任何生物生命系统中发生的基本和必要的反应。
这种能量转移被称为Forster共振能量转移(FRET)，这是一种无辐射的能量传输，从纳米尺度发生，从供体分子到受体分子。供体分子是最初吸收能量的染料或发色团，受体是发色团，随后能够在没有任何分子碰撞的情况下转移能量。然而，FRET是强距离依赖性过程，其发生在通常1至10nm的范围内。
在一项发表在“ 自然材料 ”杂志上的新研究中，研究人员证明了一种替代的非辐射，分子间能量转移，它利用光限制在光腔中的光的中介作用。利用光和物质的量子态混合物形成的这种新技术的优点是相互作用发生的长度，实际上比传统的FRET型过程长得多。
共同作者南安普顿大学的Hybrid Photonics小组的Niccolo Somaschi博士(由该论文的共同作者Pavlos Lagoudakis教授领导)说：“能够在远离光的波长范围内传输能量的可能性是我们对能量转移的深刻理解阐明了生物系统中光合作用过程背后的基本机制，因此使我们更接近于模拟生物功能的全合成系统的再生产。在基础层面，目前的工作表明，分子的相干耦合可能直接参与光合作用中发生的能量转移过程。
“在应用的角度来看，有机半导体继续受到应用于光电器件的重大兴趣，例如发光或光伏器件，其性能取决于我们控制分子系统中载流子形成和传输的能力。”
新器件由一个由两个金属反射镜制成的光学腔组成，它将光子捕获在两个不同有机分子所在的受限环境中。通过根据有机材料的光学特性设计反射镜之间的间距，可以创造一种新的量子态，它是被捕获的光子和分子中的激发态的组合。光子基本上将这些量子力学状态“粘合”在一起，形成一种新的半光半物质粒子，称为极化子，负责将能量从一种材料有效地转移到另一种材料。
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