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麻省理工学院的科学家从植物的光合作用过程中获得了灵感，将水转化为氢气和氧气。

通过光合作用，植物利用阳光把水分解，产生化学燃料来为它们的生长提供动力。

同样，将水分裂可以成为一个潜在解决方案，能够让太阳能电池板即使在太阳下山后仍能继续发电。通过使用太阳光从水中生产氢气，氢气可以被储存起来，通过燃料电池或液体燃料的方式，来随时为汽车发电。

为了重现水分解的过程，研究小组使用了被称为M13的转基因病毒。它能够吸附并固定催化剂分子，比如铱氧化物、生物色素、锌卟啉。该研究小组由材料科学与生物工程教授Angela Belcher领导。

催化剂分子与病毒结合后，转基因病毒可以作为一个生物学基底，使得色素和催化剂形成排列。色素起到天线的作用，可以捕捉阳光，并能够将能量传到病毒线上，产生水分裂反应。

Belcher女士说，附着的卟啉能够使病毒有效地吸收阳光。

然而，病毒线最终会结块，导致效率损失。为了解决这个问题，该小组将病毒线封装在一个微凝胶矩阵中以保持其结构、稳定性和效率。

研究小组也集中研究技术上更有挑战性的部分——从水中分裂氧气。植物和蓝藻（也叫蓝绿藻）具有先进的、高度组织化的光合系统，可以有效地从水中分解氧。

其他科学家试图利用植物的光合作用组件来收集太阳光，但在材料的结构稳定性上遇到了困难。

因此，Belcher女士和她的同事决定方法上采用光合作用，而不是直接利用光合作用的组件。他们模仿了植物细胞的xx色素吸收阳光、引发水分裂反应的过程。

“我们利用的组件是人们以前使用过的。但是，我们利用生物学方法将它们组合起来，可以得到更高的效率，”她说。

论文的{dy}作者博士生Yoon Sung Nam说，利用病毒来实现系统的自组装，可以将氧气的生产效率翻两翻。该论文被发表在《Nature Nanotechnology》杂志上。

下一步是要发现一个类似的生物系统，以提高氢的生产效率。

目前，该小组正在开发系统的第二部分，将氢和水分裂过程产生的其它分子的质子和电子结合起来。

此外，研究小组正在努力寻找成本更低的通用材料作催化剂，以取代昂贵稀有的铱。

Belcher女士没有指出产品商业化的具体时间。但她预计，两年内他们将能够成功地建立一个可自持系统的原型。

不过，宾夕法尼亚州立大学材料化学与物理教授Thomas Mallouk说，在这种系统或其它任何人工被用于能量转换之前，该研究小组还有很多问题需要解决。

他补充表示，这种系统的效率必须比xx光合作用高至少10倍以上，能够重复光合反应10亿次，并使用成本更低的材料，才能比其他发电方式更具有成本优势。

不过，Mallouk先生对该方面的技术突破仍保持乐观。 他说：“这在短期内是不可能的。但是，这篇论文的设计思想，为解决一些这方面的难题提供了重要的思路。”