来源：University of Delaware

特拉华大学的研究人员获得了一百万美元的研究基金，用于进行太阳能电池、医学成像以及癌症治疗等。简单来说，他们想改变光的颜色。他们并不是对日常阳光进行改变，他们的目标是将能量较低的光，例如红光等改变为能量较高的光，例如蓝色或者绿色等。对于光的颜色的改变将会为太阳能技术带来巨大的改善。传统的太阳能电池仅仅能吸收一定区域的太阳能，而红外部分则不会被吸收。该研究团队将在Matthew Doty的带领下进行相关研究。

改变光的颜色

一束光里面包含有很多不同的小单元，即是光子。而光子的能量直接和颜色相关—具有红光的光子能量要小于具有蓝光的光子能量。你不能简单地将红光光子变为蓝光光子，但是你可以将两个及以上的光子合并为一个光子。该过程即称为光子转换。他们希望能设计一种新型半导体纳米结构材料，这种材料可以吸收两个光子，使得电子处于激发态，从而释放一个高能光子。这些纳米结构非常小，只有在放大数百万倍的情况下才可以看清楚。“想象一下这些电子就像是处在一个水上乐园中，第一个具有红外光的光子仅仅可以将一个电子推至路程的一半，而另一个光子则可以帮助其完成剩下的路程。然后，这个电子则将所有能量释放，发射一个蓝光光子。而其中要控制的部分是在吸收一个光子的时候不会马上释放，而只有吸收第二个以后才会释放。这种材料就是为了能够更好的实现这个过程。”该团队将开发新型结构的半导体材料，这种材料包含多层不同材料，例如砷化铝和砷化镓铋等材料只有纳米层厚度。这种特殊定制的材料可以控制电子流，从而获得更多有用的能量。该团队的理论研究表明，其转换效率可达到86%以上，远远超过当今世界36%转换率。不仅如此，该系统还有非常广泛的应用，例如灯泡以及激光手术等。那么该如何来开始设计如此小的结构呢？该团队使用的一种技术叫做分子束外延，这种纳米结构可通过沉积原子层来实现。每一种结构都用于测试光吸收和发射作用。研究人员同时也将开发一种牛奶状的溶液，里面包含有上百万一样的纳米粒子，每一个纳米粒子均包含有多层不同材料。这种多层材料将可以有效捕获光子。该研究工作将可以用于太阳能电池等领域。

提高医疗治疗

该项目在致力于提高太阳能的利用时，研究人员也将注意力放到了生物医学方面。许多诊断测试和药物治疗，从CT和PET扫描化疗等，都依靠荧光染料和药物释放。理想的情况是，有效载荷可以在特定的时间传递至特定的地点，但是在实践中这是很难进行控制的。该团队致力于开发能提高转换率的纳米粒子，这种粒子可以通过光触发以释放其有效载荷，从而实现对药物释放的控制。

新材料在线编译整理——翻译：杨超   校正：摩天轮