華研發新型人造樹葉

    可仿生追蹤太陽  高效分解水製氫

    自中國的科研團隊開發出一種新型人造樹葉，該樹葉能夠像真實樹葉一樣追蹤太陽的運動軌跡，並具備高效生產電力及分解水製取氫氣和氧氣的能力。

    該新型人工樹葉採用了柔性太陽能電極，並覆蓋了一層保護性凝膠塗層。同時，樹葉內部嵌入了碳納米管，這些納米管被嵌入到一種對溫度敏感的聚合物中。當樹葉暴露在陽光下時，碳納米管會局部受熱，導致聚合物收縮，而未直接暴露在陽光下的部分則保持膨脹狀態，從而使樹葉向光源“彎曲”。這種機制無需借助馬達或其他設備，即可自動面向光源，其原理類似於植物追蹤太陽的方式。

    在《先進功能材料》期刊上發表的相關論文中，研究人員指出，這種新型人工樹葉相較於傳統剛性系統具有顯著優勢。例如，在四十五度角的光照條件下，該設備的水分解效率比傳統系統高出百分之四十七；當光照角度為九十度時，其追蹤系統產生的氫氣和氧氣量比傳統系統高出百分之八百六十六。

    據悉，該樹葉採用了一種新的製造技術，將光活性材料沉積在輕質塑膠上，而非傳統的玻璃。研究人員還利用水凝膠塗層製造了植物細胞質的人工複製品。這種塗層具有透氣性，允許水分進入讓並“廢氣”逸出系統。在連續運行六十五小時後，樹葉的光電極（用於分解水的裝置）仍保持了百分之七十三的活性。

    此外，受自然啟發的人工樹葉在水下環境中表現出色，而傳統太陽能電池板和其他人工樹葉在水下往往難以正常工作。研究人員表示，新型樹葉能夠通過完全分解水穩定地生產氫氣和氧氣，且產物分別集中在電極上。

    儘管成果令人振奮，但科研團隊指出，該技術在規模化應用前仍面臨諸多挑戰。例如，碳納米管結構元件在多次追蹤循環後性能會逐漸下降，這嚴重影響了光追蹤回應時間。此外，風和水流在實際應用中可能會對樹葉的運動和效率產生顯著影響。

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