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2月17日消息，近日，慕尼黑工业大学（TUM）动态光谱学教席的研究显示，光合作用中植物将光能转化为化学能前，捕捉和传输光能的过程瞬间完成且能量损失极小，量子力学效应在其中起关键作用。 Erika Keil和Jürgen Hauer教授带领的团队通过精确测量与模拟，揭示了量子效应提升光合作用效率的原理。绿色植物等光合生物利用量子力学捕捉传递太阳光，如光线被叶片吸收时，电子激发能量分布在激发叶绿素分子的多个状态，形成激发态叠加，是无损耗能量转移的第一阶段，利于太阳能有效传输，量子力学对理解能量传递和电荷分离的第一步很重要。 叶绿素的能量转移过程仅靠经典物理学难以理解，虽其确切机制未完全明晰，但该研究为阐明叶绿素工作原理奠定新基础。研究人员考察了叶绿素吸收光线的低能量Q区和高能量B区，发现Q区由量子力学耦合的两种电子状态组成，产生无损耗能量传输，系统随后“冷却”释放能量。这些发现若应用于人工光合作用装置设计，有助于高效利用太阳能发电或开展光化学研究。
