От фотосинтеза до дыхания процессы поглощения света и его передачи в энергию представляют элементарные и существенные реакции, которые происходят в любой биологической системе проживания.Эта энергетическая передача известна как Forster Resonance Energy Transfer (FRET), radiationless передача энергии, которая происходит в масштабе миллимикрона от молекулы дарителя до акцепторной молекулы. Молекула дарителя – краска или хромофор, который первоначально поглощает энергию, и получатель – хромофор, которому энергия впоследствии передана без любого молекулярного столкновения.
Однако РАЗДРАЖЕНИЕ сильно процесс иждивенца расстояния, который происходит по масштабу, как правило, 1 – 10 нм.В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Materials, исследователи демонстрируют дополнительную неизлучающую, межмолекулярную энергетическую передачу, которая эксплуатирует посредничающую роль света, заключенного в оптической впадине. Преимуществом этой новой техники, которая эксплуатирует формирование примеси квантовых состояний света и вопроса, является длина, по которой взаимодействие занимает места, который является на самом деле, значительно дольше, чем обычные процессы типа РАЗДРАЖЕНИЯ.Соавтор доктор Никколо Сомаски, от Гибридной группы Фотоники Саутгемптонского университета (который является во главе с профессором Пэвлосом Лэгудакисом, соавтором бумаги), говорит: «У возможности передать энергию по расстояниям, сопоставимым с длиной волны света, есть потенциал, чтобы быть и фундаментального и прикладного интереса.
Наше глубокое понимание энергетической передачи объясняет основные механизмы позади процесса фотосинтеза в биологических системах и поэтому получает нас ближе к воспроизводству полностью синтетических систем, которые подражают биологическим функциональностям. На фундаментальном уровне данная работа предполагает, что последовательное сцепление молекул может быть непосредственно вовлечено в энергетический процесс переноса, который происходит в фотосинтезе.
«На прикладной перспективе вместо этого, органические полупроводники продолжают получать значительный интерес для применения в оптикоэлектронных устройствах, например светового излучения или фотогальванических устройств, в которых работа зависит от нашей способности управлять формированием и транспортом перевозчиков в молекулярных системах».Новое устройство состоит из оптической впадины, сделанной двумя металлическими зеркалами, которые заманивают фотоны в ловушку в ограниченной окружающей среде, где две различных органических молекулы проживают в. Разработкой интервал между зеркалами на основе оптических свойств органических материалов возможно создать новое квантовое состояние, которое является комбинацией пойманных в ловушку фотонов и взволнованных государств в молекулах.
Фотон по существу «склеивает» вместе их квант механические государства, формируя новую частицу полувопроса полутьмы, названную поляритоном, который ответственен за эффективную передачу энергии от одного материала до другого.