为了制造更好的太阳能电池，请咨询巨蛤

尽管双壳类动物从未发育出大脑，但数百万年的进化已经让双壳类动物开发出一种远远优于太阳能工程师创造的解决方案。

美丽的巨型蛤蜊的外壳具有非凡的功能，可以散射光线以提高微藻捕获光线的能力。

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巨蛤有一层薄薄的光散射层，覆盖着共生的光合藻类，使它们的同伴能够捕捉到更多的阳光。这个和其他意想不到的技巧可能使蛤和藻类的组合成为地球上最有效的阳光收集器。由于保持更多的阳光是我们这个时代的主要技术挑战之一，蛤蜊可能有很多东西可以教给我们。

巨蛤已经发现阳光可以提供大量的免费能量。尽管它们本身无法直接收集光，但它们作为微藻的宿主，可以吸收光，并将氮和其他营养物质交换为携带能量的分子，从而获得了很大的好处。

类似的安排导致了珊瑚礁的形成，但蛤蜊更进一步。蛤蜊并没有让共生单细胞生物自己捕捉阳光，而是提供了帮助。

蛤蜊的藻类将自身形成垂直的柱状。生活在热带地区，那里的太阳在中午几乎直接位于头顶上方，这意味着柱子通常与光线平行生长。就其本身而言，这将是一个效率相当低下的系统，一些藻类会获得太多的光照，而另一些则太少。 

然而，蛤蜊以一层富含虹彩晶体的细胞（称为虹彩细胞）的形式提供帮助，这些细胞以最适合藻柱的方式散射阳光。这样做的结果是，蛤蜊的内部非常黑暗——捕捉到的光线太多，几乎没有反射回来被看到。

艾莉森·斯威尼博士是少数适合研究这一过程的双方的人之一。她是耶鲁大学生态学和进化生物学副教授以及同一机构的物理学副教授。自从获得鱿鱼光学博士学位以来，她一直在探索生物体利用物理学的方式。

斯威尼和合著者得出结论，落在巨蛤上的光线中有 67% 的能量转化为化学能。相比之下，在最好的量产太阳能电池中，只有 20% 多一点的阳光转化为电能，而实验版本则力争达到 30%。没有其他可测量的生命系统可以与之匹敌。热带雨林树叶占 14%。主要农作物的利用率仅为 3%，这是大多数生物燃料失败的部分原因。 “最接近的是北方云杉林，”斯威尼在三年前的一次采访中指出。即使在与藻类分享了一些能量之后，蛤蜊仍然非常高兴。

斯威尼指出，蛤和云杉也找到了类似的解决方案。不像太阳能电池板和大多数植物那样将光接收器垂直于阳光放置，而是将光散射到与其原始方向平行生长的柱子上。云杉通过在云雾中生长来实现散射，而蛤则利用虹膜细胞进行更有针对性的重定向。

就像追随太阳的向日葵田一样，蛤蜊也会适应光线的方向。 “蛤蜊喜欢整天移动和移动，”斯威尼在一份声明中说。 “这种拉伸使垂直柱分开得更远，有效地使它们更短更宽。”如果没有这个，蛤和藻类将捕获 43% 的能量——低得多，但仍然比几乎任何其他动物都要好。

蛤藻团队在能量收集方面正接近理论上的最大值，但可能还有其他一些没有人想到去检查更接近的情况。

“我和我的同事们继续集思广益，讨论地球上其他地方可能会出现这种水平的太阳能效率。同样重要的是要认识到我们只能在生物多样性得以维持的地方进行研究，”斯威尼说。她认为帕劳人民保护蛤蜊免受过度捕捞和环境破坏，使她的研究得以进行。

如今，拯救包括蛤在内的生物多样性取决于寻找更好的不排放二氧化碳的能量收集系统。太阳能电池的成本已经大幅下降，安装和放置太阳能电池的土地正在成为影响价格的主要因素。更高效的电池意味着同一区域可以产生更多的电力，这可能使太阳能比化石燃料更具竞争力。

目前尚不清楚如何做到这一点，但斯威尼说：“人们可以想象新一代的藻类太阳能电池板，或者由弹性材料制成的廉价塑料太阳能电池板。”更直接的是，斯威尼和合著者建议，蛤的技术可用于提高生物燃料微藻的产量。

斯威尼并不是第一个认识到进化往往远远领先于最先进的人类工程师的人。仿生学领域有着悠久的历史，它利用自然的教训来构建更好的技术，从从空气中汲水到爬墙机器人。 

该研究在 PRX Energy 中开放获取。