欧盟科技人员研制开发出人工仿生树叶

欧盟COST基金和德国科研基金（GRF）联合资助，由德国波鸿鲁尔大学（Ruhr-University Bochum）牵头负责，欧盟多国科技人员参与组成的欧洲研发团队，多年来长期从事人工仿生树叶（Artificial Leaves）的研制开发，近日获得正果。研发团队在研究中发现树叶光合作用期间传输电子的关键蛋白质，而从水藻中萃取隔离出相同的蛋白质。来自水藻的复杂蛋白质需要疏水（Hydrophobic）环境，因此研发团队首先对蛋白质进行亲水性（hydrophilic）处理，便于蛋白质与通常使用的聚合物材料溶解和均匀混合。一旦完成人工仿生树叶制作，还需返回到复杂蛋白质所需的疏水环境，这一过程成为人工仿生树叶技术突破的关键。

通过改变蛋白质的酸性环境，翻转蛋白质的亲水性和疏水性，开发出的人工仿生树叶比自然界真实树叶的电子传输快7倍。相对传统半导体硅材料的刚性和不透明，人工仿生树叶材料完全透明和易弯曲，更适合制作成灵活的薄膜涂层，广泛应用于穿戴式有源电子装置。此外，蛋白质来自天然成分意味着应用于医疗器械行业，不太可能被人体排斥。目前实验室条件下，1人2周时间可制作出10毫克新材料，相当于1平方米的人工仿生树叶。研发团队的负责人称，尚需进行进一步的降低成本研究，其中规模化生产是降低成本的最有效路径之一。

树叶取自大自然的蛋白质，制作成人工仿生树叶，获取能源比大自然光合作用更快，将彻底改变自然法则。研发团队负责人相信，超轻质易弯曲完全透明的人工仿生树叶材料，必将开启穿戴式电子技术和涂层光伏技术革命的“新时代”。