과학자들은 광합성과 ‘제5의 물질 상태’ 사이의 연관성을 찾습니다.

Louise Lerner는 Phys.Org를 통해 다음과 같이 씁니다. 실험실 내부에서 과학자들은 원자를 거의 절대 영도까지 식힐 때 생기는 이상한 상태에 경탄합니다. 창밖의 나무는 햇빛을 모아서 신선한 잎으로 바꿉니다. 이 둘은 관련이 없어 보이지만 시카고 대학의 새로운 연구는 이러한 프로세스가 표면에 나타날 수 있는 것과 크게 다르지 않음을 나타냅니다.. 연구, 4월 28일 PRX Energy에 게시됨, 광합성과 엑시톤 응축물 사이의 원자 수준에서 링크를 찾았습니다. 에너지가 물질을 통해 마찰 없이 흐르도록 하는 이상한 물리학 상태입니다. 저자들은 이번 연구 결과가 과학적으로 흥미롭고 전자 설계에 대한 새로운 사고 방식을 제안할 수 있다고 말했습니다.

태양의 광자가 잎사귀에 부딪히면 특별히 고안된 분자에 변화가 생깁니다. 에너지는 전자를 녹아웃시킵니다. 전자와 한때 “구멍”이었던 것은 이제 잎 주위를 이동할 수 있으며 태양 에너지를 다른 영역으로 운반하여 화학 반응을 일으켜 식물을 위한 당분을 만들 수 있습니다. 이 이동하는 전자-정공 쌍을 함께 “여기자”라고 합니다. 팀이 조감도를 취하고 다중 엑시톤이 움직이는 방식을 모델링했을 때 이상한 점을 발견했습니다. 그들은 놀랍도록 친숙해 보이는 엑시톤의 경로에서 패턴을 보았습니다. 사실, 그것은 때때로 “제5의 물질 상태”로 알려진 보스-아인슈타인 응축물로 알려진 물질의 거동과 매우 유사해 보였습니다. 이 물질에서 엑시톤은 동일한 양자 상태와 관련될 수 있습니다. 마치 모든 종소리가 완벽하게 조화롭게 울리는 것과 같습니다. 이를 통해 에너지가 마찰 없이 물질 주위를 이동할 수 있습니다. (이러한 종류의 이상한 행동은 매력적인 기술의 씨앗이 될 수 있기 때문에 과학자들의 흥미를 끌었습니다. 예를 들어, 초전도성이라는 유사한 상태는 MRI 기계의 기초입니다.)

모델에 따라 […], 시트의 엑시톤은 때때로 엑시톤 커패시터의 동작과 유사한 방식으로 관련될 수 있습니다. 이것은 큰 놀라움이었습니다. 엑시톤 응축물은 물질이 실온보다 훨씬 낮게 냉각될 때만 나타납니다. 뜨거운 커피 한 잔에 얼음 조각이 생기는 것을 보는 것과 같을 것입니다. “포토닉스는 상온에 있는 시스템에서 수확되며, 그 구조는 엑시톤 콘덴서를 만드는 데 사용하는 원래의 결정질 물질 및 저온과 달리 구조화되지 않습니다.”라고 그는 설명했습니다. [study co-author Anna Schouten]. 과학자들은이 효과가 보편적이지 않다고 말했습니다. 응축수 “섬”의 형성과 더 유사합니다. “그러나 이것은 시스템에서 에너지 전달을 향상시키기에 여전히 충분합니다.”라고 Sager-Smith는 말했습니다. 실제로 그들의 모델은 효율성을 두 배로 높일 수 있다고 제안합니다. 연구 공동 저자인 David Mazziotti 교수는 이번 발견이 미래 기술을 위한 합성 재료를 생성할 수 있는 새로운 가능성을 열어준다고 말했습니다. “이상적인 엑시톤 응축은 섬세하고 많은 특수 조건이 필요하지만 실제 애플리케이션의 경우 효율성을 향상시키면서 주변 조건에서 발생할 수 있는 것을 보는 것은 흥미진진합니다.”