隨身攜帶的工廠——有光就有化學品！

材料牛注:光靠陽光和一片葉子，你就可以生產你想要的化學產品？聽起來像天方夜譚，但是真有科學家完成了這個化學工程師們一直以來的夢想，以後無論身處何地，無論是你家還是火星，只要有這兩樣東西，你就可以隨時獲得需要的化學品。

用太陽光去生產化學產品是化學工程師們長久以來的夢想。然而從陽光中獲取的能量太小並不足以驅動反應發生是我們所面臨的難題。但是，大自然卻可以做到。葉子中的天線分子可以捕獲陽光中的能量並將其集中在反應中心，這樣就有足夠的太陽能來驅動光合作用反應。

捕捉光能

科研人員們通過一種被稱為發光太陽能集中器的新材料來捕獲太陽能。這種材料中的特殊光敏分子可以捕獲大量入射光，然後通過光電導使其轉變為位於邊緣的特定顏色。這種LSCs材料通常被用於太陽能電池來提高產量。

超薄通道

由Timothy博士所領導的科研團隊將非常薄的通道整合進硅橡膠LCS中，這些通道完全可以用泵輸送液體。這樣的話，它們就可以讓入射光與液體中的分子相接觸，並有足夠高的強度能夠發生化學反應。

從科研人員們所選取作為例子的反應來看，其結果大大超過了預期，並且這不只是在實驗室的結果。「即使是在陰天條件下，實驗證明該材料的化學產量比同類型的無LSC材料高40%，」Timothy博士這樣介紹。「這裡面仍有很多提升空間。現在有這樣一個有力的工具，我們完全可以用基於太陽能、可持續發展的方式來生產如藥物或者農作物保護品這樣的貴重化學品。」

即使是用肉眼觀察也能發現被「迷你工廠」所捕獲的光。葉子中的「脈絡」其實就是那些輸送液體的超薄通道。原材料通過一個通道進入葉子，由光能引發反應，然後反應產物從其他通過送出。

在火星上生產醋氨酚

這樣的產品在藥品生產方面具有極高的潛在價值。現在生產藥品所用的反應不但要求有毒的化學品，還需要化石能源來提供大量能量。而使用光能的話，同樣的反應就會變成可持續發展的、便宜的並且理論上會加快反應速度無數倍。而Timothy博士認為這絕不是這種材料唯一的用處。「使用這樣的反應器，你可以隨時隨地生產你需要的藥品，不論是在從林中生產治瘧藥品還是在火星上生產醋氨酚。只要有這樣一個迷你工廠以及太陽光，一切都不是夢想。」

原文鏈接：A leaf-inspired luminescent solar concentrator for energy efficient continuous-flow photochemistry.

本文由材料人編輯部楊超提供素材，李禹辰編譯，點我加入材料人編輯部。

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