中新網(wǎng)7月14日電 據(jù)臺(tái)灣“中央社”報(bào)道，臺(tái)灣中興大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)卷柏科植物的葉表矽晶體有超越傳統(tǒng)光學(xué)的效應(yīng)，可對(duì)在低光環(huán)境下如何獲取光線有所啟發(fā)，未來(lái)可運(yùn)用在太陽(yáng)能相關(guān)應(yīng)用研發(fā)，7月發(fā)表在英國(guó)皇家學(xué)會(huì)期刊。
臺(tái)灣中興大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)卷柏科植物的葉表矽晶體有超越傳統(tǒng)光學(xué)的效應(yīng)，可對(duì)在低光環(huán)境下如何獲取光線有所啟發(fā)，未來(lái)可運(yùn)用在太陽(yáng)能相關(guān)應(yīng)用研發(fā)。 圖片來(lái)源：臺(tái)灣“中央社”臺(tái)灣中興大學(xué)14日發(fā)布新聞稿指出，物理系施明智老師、前瞻中心陳建宇博士、生命科學(xué)系碩士生謝佩君與Peter Chesson講座教授組成跨領(lǐng)域團(tuán)隊(duì)，發(fā)掘出卷柏科植物的葉表矽晶體具有超越傳統(tǒng)光學(xué)的效應(yīng)。
研究團(tuán)隊(duì)指出，植物體的矽晶體，由二氧化矽累積而成，與玻璃成分相同；團(tuán)隊(duì)從植物采集、矽晶體觀察及特征量測(cè)做起，結(jié)合幾何光學(xué)與物理光學(xué)的模擬和推導(dǎo)，歷時(shí)4年多，這項(xiàng)研究發(fā)表在7月的英國(guó)皇家學(xué)會(huì)期刊。
臺(tái)灣中興大學(xué)生命科學(xué)系的許秋容教授表示，在卷柏類植物的葉表發(fā)現(xiàn)多種不同形式及大小的矽晶體；當(dāng)這些向外突出的透明矽晶體位在巨大葉綠體所在的表皮細(xì)胞上方時(shí)，不論何種形態(tài)及大小的矽晶體皆會(huì)使通過(guò)的光線重新分布。
當(dāng)矽晶體夠小時(shí)，其形狀影響其光學(xué)特性有趨同現(xiàn)象；當(dāng)矽晶體的尺寸接近可見(jiàn)光的波長(zhǎng)時(shí)(400至700 nm)，物理光學(xué)特性成為主導(dǎo)，出現(xiàn)顯著的干涉與繞射現(xiàn)象；反之，當(dāng)矽晶體較大時(shí)，光入射后受到幾何光學(xué)影響較大(如反射與折射)，矽晶體的形狀則顯著影響光的分布。
施明智表示，這項(xiàng)卷柏矽晶體的光學(xué)效應(yīng)研究，獨(dú)一無(wú)二的新穎與開創(chuàng)性，源于卷柏的葉子相對(duì)很薄，且位在表皮細(xì)胞的巨大葉綠體是其主要的光合作用區(qū)域，波長(zhǎng)尺度的矽晶體突出與漏斗形表皮細(xì)胞，形成了表層增益的極佳光學(xué)物理系統(tǒng)；此矽晶體的光學(xué)效應(yīng)在表皮細(xì)胞所形成的聚光點(diǎn)，巧妙地將一個(gè)細(xì)胞分割成光強(qiáng)度較高與較低的兩個(gè)區(qū)域。
研究團(tuán)隊(duì)表示，這樣的分隔能與移動(dòng)能力有限的巨大葉綠體互相配合，在低光時(shí)移動(dòng)到高光區(qū)，而在遭遇短暫強(qiáng)光時(shí)，移動(dòng)到低光區(qū)以免受強(qiáng)光傷害；這項(xiàng)研究將可對(duì)在低光環(huán)境下如何獲取光線有所啟發(fā)，未來(lái)或許可運(yùn)用在太陽(yáng)能相關(guān)的應(yīng)用研發(fā)。