中新網(wǎng)7月14日電 據(jù)臺灣“中央社”報道，臺灣中興大學研究團隊發(fā)現(xiàn)卷柏科植物的葉表矽晶體有超越傳統(tǒng)光學的效應，可對在低光環(huán)境下如何獲取光線有所啟發(fā)，未來可運用在太陽能相關應用研發(fā)，7月發(fā)表在英國皇家學會期刊。
臺灣中興大學研究團隊發(fā)現(xiàn)卷柏科植物的葉表矽晶體有超越傳統(tǒng)光學的效應，可對在低光環(huán)境下如何獲取光線有所啟發(fā)，未來可運用在太陽能相關應用研發(fā)。 圖片來源：臺灣“中央社”臺灣中興大學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、生命科學系碩士生謝佩君與Peter Chesson講座教授組成跨領域團隊，發(fā)掘出卷柏科植物的葉表矽晶體具有超越傳統(tǒng)光學的效應。
研究團隊指出，植物體的矽晶體，由二氧化矽累積而成，與玻璃成分相同；團隊從植物采集、矽晶體觀察及特征量測做起，結合幾何光學與物理光學的模擬和推導，歷時4年多，這項研究發(fā)表在7月的英國皇家學會期刊。
臺灣中興大學生命科學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胞上方時，不論何種形態(tài)及大小的矽晶體皆會使通過的光線重新分布。
當矽晶體夠小時，其形狀影響其光學特性有趨同現(xiàn)象；當矽晶體的尺寸接近可見光的波長時(400至700 nm)，物理光學特性成為主導，出現(xiàn)顯著的干涉與繞射現(xiàn)象；反之，當矽晶體較大時，光入射后受到幾何光學影響較大(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，這項卷柏矽晶體的光學效應研究，獨一無二的新穎與開創(chuàng)性，源于卷柏的葉子相對很薄，且位在表皮細胞的巨大葉綠體是其主要的光合作用區(qū)域，波長尺度的矽晶體突出與漏斗形表皮細胞，形成了表層增益的極佳光學物理系統(tǒng)；此矽晶體的光學效應在表皮細胞所形成的聚光點，巧妙地將一個細胞分割成光強度較高與較低的兩個區(qū)域。
研究團隊表示，這樣的分隔能與移動能力有限的巨大葉綠體互相配合，在低光時移動到高光區(qū)，而在遭遇短暫強光時，移動到低光區(qū)以免受強光傷害；這項研究將可對在低光環(huán)境下如何獲取光線有所啟發(fā)，未來或許可運用在太陽能相關的應用研發(fā)。