晒伤启发了一种储能新思路

波士顿的太阳偶尔也露脸，但跟加州完全不是一回事。

化学教授Grace Han多年前第一次从波士顿南下加州时，就注意到了这种差别。才在户外待了几小时，皮肤就开始刺痛，泛起晒伤的前兆。去年她正式搬到加州大学圣巴巴拉分校工作，大檐帽、墨镜、防晒霜成了日常标配。身为化学教授，她早做足了功课。"我当时正在读DNA光化学方面的内容——算是消遣吧，"她回忆道。

正是这次"消遣阅读"让她意识到，人类皮肤里那些被阳光损伤的DNA分子，或许能帮上她的忙。这些分子在被阳光照射后会改变形状，扭曲成一种紧绷的变体结构。

几十年来，科学家一直在寻找能够扭曲自身形状、从而储存能量的分子，并在需要时让它们恢复原状、释放储存的能量。有点像搭好捕鼠器再择机触发。这种技术被称为分子太阳能热储能（Molecular Solar Thermal，简称MOST），是一种潜在的成本极低、零排放的供热方式。这类MOST系统可以将能量储存数月甚至数年。

此前研究人员在这项技术上取得的进展有限，但加州的阳光让Han知道了下一步该尝试什么。

关键在于，要让储能分子的形变过程平稳、可重复地发生。幸运的是，数百万年的进化已经在我们皮肤里完美实现了这一过程——从某种意义上说，我们都是行走的化学实验室。皮肤里的DNA分子进化出了在一种名为光裂合酶（photolyase）的酶的帮助下，修复被太阳扭曲的形状的能力。

Han意识到，这类分子正是储能系统的理想候选。"它们非常非常小，"她解释道，"单位质量能储存大量能量。"

今年二月发表的一篇论文中，她和同事描述了迄今为止这类储能系统中能量密度最有前景的一个方案。Han说，它的能量足以让一个小玻璃瓶里的"微型水壶"迅速沸腾，蒸发掉少量水。负责这部分实验的学生们兴奋地跑来告诉她结果。"当我真正看到视频，看到整个溶液沸腾得那么快时，真的很惊人，"Han回忆道。

她特别强调，她在加州大学洛杉矶分校的合作者Kendall Houk及其团队通过计算机分析预测该分子的性能表现，对这项工作至关重要。

另一位MOST研究者Kasper Moth-Poulsen在加州理工学院和西班牙巴塞罗那材料科学研究所领导研究团队，他也认为Han团队的成果令人印象深刻。"这是该领域能量密度的最高纪录之一，"他说。不过他也指出，该系统目前只能在溶液中工作，而溶液本身会吸收部分释放的能量——这是实际应用前需要解决的问题。

Han本人对商业化持谨慎态度。"我们还处于非常早期的阶段，"她说。她的团队正在探索如何让这种分子在固态下工作，同时保持其储能能力。如果成功，或许未来某天，你屋顶上的储能材料会在白天吸收阳光，在冬天释放热量——而这一切的灵感，最初来自一次晒伤。