科技 | 中國科學家研發新型人造樹葉：可仿生追蹤太陽，高效分解水制氫

　　近日，來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，并具備高效生產電力及分解水制取氫氣和氧氣的能力。

　　該新型人工樹葉采用了柔性太陽能電極，并覆蓋了一層保護性凝膠涂層。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，其原理類似于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于傳統剛性系統具有顯著優勢。例如，在 45 度角的光照條件下，該設備的水分解效率比傳統系統高出 47%;當光照角度為 90 度時，其追蹤系統產生的氫氣和氧氣量比傳統系統高出 866%。　

　　據了解，該樹葉采用了一種新的制造技術，將光活性材料沉積在輕質塑料上，而非傳統的玻璃。研究人員還利用水凝膠涂層制造了植物細胞質的人工復制品。這種涂層具有透氣性，允許水分進入讓并“廢氣”逸出系統。在連續運行 65 小時后，樹葉的光電極(用于分解水的裝置)仍保持了 73% 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。

　　盡管成果令人振奮，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后性能會逐漸下降，這嚴重影響了光追蹤響應時間。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。

　　來源：IT之家