由化学家Sylvestre Bonnet领导的研究取得了最新突破，一种具有不同化学侧面的肥皂膜。这种独特的肥皂膜，以及一种能够不断生产新肥皂膜的创新装置，构成了人工光合作用发展之谜的关键部分。这项研究发表在《物理评论快报》上。
植物拥有一种独特的能力:为它们提供足够的氧气和水，在阳光的帮助下，它们将这些成分转化为氧气和糖，这是它们的能量来源。研究人员正在探索模仿这一过程的方法，旨在利用光敏分子生产可持续燃料，而不是糖。
这可以通过各种方式实现。然而，在2023年夏天完成的SoFia项目中，Bonnet和他的同事们专注于肥皂电影。
“在这里，我们模拟了植物用于光合作用的膜和光敏感分子，”他解释说。“肥皂是一种廉价的材料，制造肥皂膜只需要很少的能量。”
最终目标是产生一氧化碳(CO)。邦尼特说:“合成气是一种一氧化碳和氢气的混合物，它是合成气的关键成分，这种混合物可以转化为适用于车辆的液体燃料。”
该团队开发了一种机器，将光敏分子添加到肥皂中，然后产生连续流动的均匀肥皂气泡。在光线的影响下，在适当的条件下，光合作用最终可以在这些气泡的肥皂膜上发生。如果成功，光化学反应的最终产物在装置的底部自动分离。
然而，有一个问题:光合作用需要一层两面化学成分不同的肥皂膜。“这是自然界的一个基本方面，”Bonnet解释道。“当你把能量转换成另一种形式的能量时，就需要不对称。植物的细胞膜也是不对称的，就像我们的皮肤一样。在更大的尺度上，你可以想象一个马达，在那里化学能被转化为运动。马达总是朝一个方向运转。”
如何在不破坏肥皂膜的情况下定制它?
自然，肥皂膜的两面在化学成分上是相同的。研究人员必须找到一种方法来改变化学成分，而不破坏脆弱的肥皂膜，换句话说，不会导致泡沫破裂。
邦尼特解释说:“我们必须在两边应用不同的分子，但这相当具有挑战性。当我们用移液管尝试时，气泡破裂了。最后，我们使用了一种由阿姆斯特丹大学的同事Cees van Rijn制作的特殊喷雾。有了这种喷雾，我们就可以把感光分子巧妙地涂在肥皂膜上。光谱分析证实，生成的肥皂膜的两面确实不同。”
现在有一种机器可以自动生产肥皂膜，还有一种技术可以用化学方法制备这些用于光合作用的薄膜。邦尼特补充说:“我们还进行了通过在光催化泡沫上照射蓝光来产生氢气的实验。”
“我们现在需要把这三个步骤结合起来。最终目标是:制造不对称肥皂膜的机器。当你用光照射它时，它会在一边输送燃料，在另一边输送氧气。这是非常具有革命性和野心的。然而，我们已经掌握了几个关键的拼图，并且正在正确的轨道上。”
