據物理學家組織網近日報道，美國萊斯大學研究人員開發出一種通過光遠程觸發電漿金納米棒激活嗜熱酶，引起材料局部高溫發熱的化學過程，無需大量加熱材料，在工業流程中將具有巨大節能潛力。該研究結果刊登在美國化學學會《ACS納米》雜志上。

      研究人員介紹說，現在，材料受獨特的微生物嗜熱酶的驅動，可在納米尺度下將光轉化為熱。這種嗜熱泉生古細菌是1996年在日本海岸下熱水噴口附近所發現的。現將源于這些生物的酶與電漿金納米粒子結合起來，當暴露在近紅外光下加熱，酶被激活后可允許化學過程在較低的溫度下發生。由于加熱僅發生在需要的地方，即在納米顆粒的表面上激活酶，其他地方仍可保持涼爽。

      這個過程的中心粒子是一個約10納米寬、30納米長的金納米柱，當被來自一束近紅外激光擊中后便開始加熱，棒條體只有在合適的大小和形狀下才會對光有所反應。光激發表面的電漿子開始發射熱量。

      實驗中，研究人員克隆、提純和改變了這種酶的活性，以便加入黃金納米粒子，然后將這種酶/納米顆粒的復合物懸浮在溶液中進行測試。當溶液大量加熱時，研究人員發現這種混合物在176華氏度時出現了如預期一樣的高活性。隨后他們將復合物封裝在像海藻酸鈣珠粒樣的凝膠內，這有助于保持熱量，不過其上是多孔的，足以讓酶與周圍的材料發生反應。而當封裝的復合物通過近紅外激光連續照射時，在接近室溫下離開溶液，其工作上的可持續性要優于大量加熱。研究人員發現，這種復合物強健得足夠重復使用數周。

      研究人員指出，該技術利用光遠程觸發材料局部高溫加熱，在工業流程中將具有巨大的節能潛力，同時為化學工業提供了更好的催化材料，更便宜、更“綠色”、更可持續。未來通過這種方法可以使用“自由”的能量，只需打開一個高效節能燈泡如LED燈或者打開一扇窗即可，而不需要燃燒一個大鍋爐來加熱。