佛罗里达州立大学的研究人员发现了一种人造材料，该材料可模拟光合作用并有望创造可持续性能源。

在《Physical Chemistry》期刊中，化学工程助理教授Jose L. Mendoza-Cortes详细地说明这种新材料如何有效地捕捉阳光，然后能量如何被用来将水分解成氧气和氢气。这个过程被称为氧化，即植物在光合作用时，利用光分解水和碳水化合物时发生的反应，也是植物的主要能量来源。

他的发现令人兴奋，这个过程具有推动新能源发展的前景。有望实现，将作为燃料的氢气运送到其他地方。

“从理论上讲，这应该是一种可持续性的能源，”Mendoza-Cortes说。“也许在未来，你可以把这种材料放在你的屋顶上，利用阳光将雨水转化为能量。”

但是，与其他许多能源不同的是，这不会对环境产生负面影响。

“你不会产生二氧化碳或废料，”计算和理论化学家Mendoza-Cortes说，他所面临的难题是使设计的东西不会在水分解的过程中生锈，而且制备起来并不昂贵。为了做到这一点，他最初开发了一种氧化锰多层材料，通常被称为水钠锰矿。

但当Mendoza-Cortes和他的研究团队逐层剥离，使材料只剩下单独一层时，令人兴奋的事情发生了，材料开始以更快的速率捕获光。

按技术术语来讲，它从一种间接带隙材料转变为一种直接带隙材料。

具有光子能量的光能够更容易地间接穿透带隙材料，不会被吸收和用于其他用途。例如，硅是已知最常见的间接带隙材料。但为了使材料更有效，硅太阳能电池通常被堆成数百微米厚。如果它们变得更薄，光会容易地通过。

构造一种能够有效捕获光的单层材料是一个更加理想的结果，因为它可以更容易且更便宜地制备出来。

“这就是发现直接带隙材料如此令人兴奋的原因，”Mendoza-Cortes说。“它是便宜且高效的，并且你不需要很多材料去捕获足够的阳光来进行燃料生产。”

新材料在线编译整理——翻译：Grubby     校正：摩天轮