台湾中兴大学解密卷柏矽晶体 或可用在太阳能相关应用研发

据台湾“中央社”报道，台湾中兴大学研究团队发现卷柏科植物的叶表矽晶体有超越传统光学的效应，可对在低光环境下如何获取光线有所启发，未来可运用在太阳能相关应用研发，7月发表在英国皇家学会期刊。

台湾中兴大学研究团队发现卷柏科植物的叶表矽晶体有超越传统光学的效应，可对在低光环境下如何获取光线有所启发，未来可运用在太阳能相关应用研发。图片来源：台湾“中央社”

台湾中兴大学14日发布新闻稿指出，物理系施明智老师、前瞻中心陈建宇博士、生命科学系硕士生谢佩君与PeterChesson讲座教授组成跨领域团队，发掘出卷柏科植物的叶表矽晶体具有超越传统光学的效应。

研究团队指出，植物体的矽晶体，由二氧化矽累积而成，与玻璃成分相同；团队从植物采集、矽晶体观察及特征量测做起，结合几何光学与物理光学的模拟和推导，历时4年多，这项研究发表在7月的英国皇家学会期刊。

台湾中兴大学生命科学系的许秋容教授表示，在卷柏类植物的叶表发现多种不同形式及大小的矽晶体；当这些向外突出的透明矽晶体位在巨大叶绿体所在的表皮细胞上方时，不论何种形态及大小的矽晶体皆会使通过的光线重新分布。

当矽晶体够小时，其形状影响其光学特性有趋同现象；当矽晶体的尺寸接近可见光的波长时(400至700nm)，物理光学特性成为主导，出现显着的干涉与绕射现象；反之，当矽晶体较大时，光入射后受到几何光学影响较大(如反射与折射)，矽晶体的形状则显着影响光的分布。

施明智表示，这项卷柏矽晶体的光学效应研究，独一无二的新颖与开创性，源于卷柏的叶子相对很薄，且位在表皮细胞的巨大叶绿体是其主要的光合作用区域，波长尺度的矽晶体突出与漏斗形表皮细胞，形成了表层增益的极佳光学物理系统；此矽晶体的光学效应在表皮细胞所形成的聚光点，巧妙地将一个细胞分割成光强度较高与较低的两个区域。

研究团队表示，这样的分隔能与移动能力有限的巨大叶绿体互相配合，在低光时移动到高光区，而在遭遇短暂强光时，移动到低光区以免受强光伤害；这项研究将可对在低光环境下如何获取光线有所启发，未来或许可运用在太阳能相关的应用研发。