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可持续液态发光太阳能聚光器
摘要： 发光太阳能聚光器（LSCs）是光伏（PV）的互补器件，用于解决硅基光伏电池响应与太阳光谱不匹配的问题，从而实现光伏技术在城市中的集成应用。发光层面临的挑战在于采用丰富且可持续的天然有机分子。本研究展示了一种由玻璃容器构成、基于填充有从江蓠属藻类提取的R-藻红蛋白（R-PE）水溶液的中空圆柱形塑料光纤束的LSCs。该R-PE溶液可吸收紫外/可见光谱范围（300-550 nm）的辐射，并将其转化为红光发射（550-700 nm），最大绝对量子产率约为0.39。本工作报道了不同几何构型的LSCs，其中R-PE发射产生的光学转换效率分别达到平面器件约6.88%和圆柱形LSCs光纤束约4.74%——这是目前已知采用可持续发光中心的液态LSCs中的最高数值。此外，将这些LSCs与商用硅基光伏器件耦合后，功率转换效率分别达到平面器件约0.27%和光纤束约23.03×10?3%。这些数据表明该方法在开发符合可靠、可持续及具有竞争力能源系统要求的天然基LSCs方面具有潜力。
关键词： 可持续性、有机-无机杂化材料、发光太阳能聚光器、R-藻红蛋白、天然光学活性中心、束状结构
更新于2025-09-23 15:23:52
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基于海洋红藻条斑紫菜R-藻红蛋白合成的荧光银纳米颗粒对Cu2+离子的灵敏选择性检测
摘要： 本研究以从海洋条斑紫菜中提取的天然绿色蛋白R-藻红蛋白（R-PE）为稳定剂和还原剂合成了银纳米颗粒（AgNPs）?；诖?，利用R-PE-AgNPs作为荧光探针，开发了一种高灵敏度、高选择性的Cu2+离子检测方法。通过荧光光谱、透射电子显微镜（TEM）、元素分布图和傅里叶变换红外光谱（FTIR）系统表征了R-PE-AgNPs与Cu2+离子的相互作用。研究发现，Cu2+离子可导致R-PE-AgNPs聚集，并伴随颗粒尺寸显著增大。该方法具有0-100.0 μM的宽线性检测范围，检测限低至0.0190 μM。此外，该法成功应用于自来水和湖水样品中Cu2+离子的分析，回收率在91.6%-102.2%之间，结果令人满意。这种绿色、快速且经济高效的R-PE-AgNPs探针荧光分析法，在多种水介质中追踪Cu2+离子具有巨大潜力。
关键词： 铜离子检测、银纳米粒子、R-藻红蛋白、水
更新于2025-09-23 15:21:01
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染料敏化太阳能电池中的咔唑生物碱。电化学与光谱表征。
摘要： 染料敏化太阳能电池（DSSC）技术是可再生能源生产的重要来源。尽管转换效率相对较低，但其性价比的持续提升正使该技术比其他发电方式更具竞争力。目前主要挑战之一是寻找新型低成本光敏剂——这一光转换过程中的关键要素。天然染料已被证明是极具潜力的替代方案，但仍需深入探索。本研究探讨了两类天然色素（β-咔啉生物碱（βCs）和红色蛋白R-藻红蛋白（R-PE））的光谱电化学特性及其在DSSC中的作用。实验显示，与其他重组蛋白（η=0.30%）相比，R-PE作为光敏剂具有优异的稳定性，在保持较高太阳能-电能转换效率（η=0.11%）的同时表现突出。未经纯化的藻类提取物展现出最高效率，这一特性显著降低了光伏电池的生产成本。值得注意的是，虽然βCs对半导体表面涂层有积极作用，但其作为添加剂会降低R-PE基DSSC的整体转换效率。数据支持这一假说：这些生物碱可能阻隔了入射的UVB/UVA辐射。
关键词： β-咔啉生物碱，光敏剂，R-藻红蛋白，可再生能源，染料敏化太阳能电池
更新于2025-09-16 10:30:52
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激光诱导荧光发射（L.I.F.E.）作为冰冻圈栖息地生物标志物原位测量的新型无创工具
摘要： 全球变暖影响着各类生态系统中的微生物群落，尤其是冰冻圈生境。然而目前对极端环境中微生物介导的碳通量知之甚少。现有极少数研究采用的样本采集方法存在两大问题：A）高分辨率数据需要大量样本，在偏远地区难以获??；B）不可避免的样本处理（如切割、锯切和冰芯融化）会导致对原位环境的误判。本研究展示了一种无需样本制备与破坏的原型设备，该设备基于激光诱导荧光发射（L.I.F.E.）技术，可在陆地与冰冻圈生态系统中进行高光谱-空间分辨率的原位测量。通过检测光合色素的L.I.F.E.特征信号可识别冰面光合自养群落。研究演示了针对卟啉衍生物叶绿素a（chla）（405 nm激光激发）和B-藻红蛋白（B-PE）（532 nm激光激发）的L.I.F.E.仪器校准。为验证该方法，采用传统色素提取结合吸收光谱法的chla定量技术对L.I.F.E.数据进行了验证。该原型设备在极端极地环境中的实地适用性已得到证实，并在摩洛哥沙漠火星模拟实验及奥地利岩冰川中开展了陆地生境的进一步测试。L.I.F.E.仪器能以可接受的作业后勤条件实现大面积高分辨率扫描，有助于更好地理解全球变化背景下冰面群落的生态潜力。
关键词： 叶绿素、冰川融水、激光诱导荧光发射（L.I.F.E.）、冰、冰冻圈栖息地、藻红蛋白、无创
更新于2025-09-11 14:15:04