随身携带的工厂——有光就有化学品！

材料牛注:光靠阳光和一片叶子，你就可以生产你想要的化学产品？听起来像天方夜谭，但是真有科学家完成了这个化学工程师们一直以来的梦想，以后无论身处何地，无论是你家还是火星，只要有这两样东西，你就可以随时获得需要的化学品。

用太阳光去生产化学产品是化学工程师们长久以来的梦想。然而从阳光中获取的能量太小并不足以驱动反应发生是我们所面临的难题。但是，大自然却可以做到。叶子中的天线分子可以捕获阳光中的能量并将其集中在反应中心，这样就有足够的太阳能来驱动光合作用反应。

捕捉光能

科研人员们通过一种被称为发光太阳能集中器的新材料来捕获太阳能。这种材料中的特殊光敏分子可以捕获大量入射光，然后通过光电导使其转变为位于边缘的特定颜色。这种LSCs材料通常被用于太阳能电池来提高产量。

超薄通道

由Timothy博士所领导的科研团队将非常薄的通道整合进硅橡胶LCS中，这些通道完全可以用泵输送液体。这样的话，它们就可以让入射光与液体中的分子相接触，并有足够高的强度能够发生化学反应。

从科研人员们所选取作为例子的反应来看，其结果大大超过了预期，并且这不只是在实验室的结果。“即使是在阴天条件下，实验证明该材料的化学产量比同类型的无LSC材料高40%，”Timothy博士这样介绍。“这里面仍有很多提升空间。现在有这样一个有力的工具，我们完全可以用基于太阳能、可持续发展的方式来生产如药物或者农作物保护品这样的贵重化学品。”

即使是用肉眼观察也能发现被“迷你工厂”所捕获的光。叶子中的“脉络”其实就是那些输送液体的超薄通道。原材料通过一个通道进入叶子，由光能引发反应，然后反应产物从其他通过送出。

在火星上生产醋氨酚

这样的产品在药品生产方面具有极高的潜在价值。现在生产药品所用的反应不但要求有毒的化学品，还需要化石能源来提供大量能量。而使用光能的话，同样的反应就会变成可持续发展的、便宜的并且理论上会加快反应速度无数倍。而Timothy博士认为这绝不是这种材料唯一的用处。“使用这样的反应器，你可以随时随地生产你需要的药品，不论是在从林中生产治疟药品还是在火星上生产醋氨酚。只要有这样一个迷你工厂以及太阳光，一切都不是梦想。”

原文链接：A leaf-inspired luminescent solar concentrator for energy efficient continuous-flow photochemistry.

本文由材料人编辑部杨超提供素材，李禹辰编译，点我加入材料人编辑部。

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