Abstract
在自然界中綠色植物以及一些細菌能夠藉由光合作用有效地將光能轉換成 化學位能並加以儲存。許多不同型式的人工模型系統已經被建立，但這些 系統均面臨到同樣的阻礙與問題，即所有已知的系統均無法使光能轉換成 之化學位能（以電荷分離狀態存在）的生命期延長到足以進一步加以利用 的程度。本論文中，我們成功地展示了延長電荷分離狀態生命期的可行性 。在我們的脂小球模型系統中，碳六十與碳七十位於脂雙層之中，擔任系 統之吸光介質及光激發電子傳遞反應中間物質的雙重角色。由於本系統之 設計可將電子傳遞反應的產物隔離在膜的兩側，本系統電荷分離狀態生命 期可長達三十天之久，遠超過其它系統所能達到的極限。本系統的量子產 率約為0.1-0.4%，相較於其它模型系統，本系統的產率屬於最佳的產率。 另外本系統所能儲存之光能的比例為百分之六十二，此一比例值近乎光合 作用所能儲存光能比例的兩倍。因此，若以一般衡量人工光合作用模型系 統的三個條件而言 (即電荷分離狀態之生命期，系統量子產率，以及儲存 光能的比例) 本系統是非常成功的人工模型系統，亦是最佳的光合作用模 擬人工系統。本系統可以進一步利用來產生膜兩側氫離子濃度差降，而此 一濃度差降便可進一步利用來合成高能量分子，如ATP 。另外，本系統可 以利用一些有機鹽類穩定反應中間物，則系統量子產率應可再增加。