萤光虫光能探索及利用

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1、菏泽学院大学生研究创新训练计划项目（SRITP）立项申报书    项目名称：萤光虫光能探索及利用项目负责人：李燚义 所在系、年级：蒋震机电工程系11级机械电子工程填表时间2013年5月5日学科类别：□文科理工科项目类别：□社科类社会调查报告及学术论文□自然科学类学术论文发明制作类作品 菏泽学院教务处制菏泽学院大学生研究创新训练计划项目立项申请表项目情况简介项目名称萤火虫小型发电机项目类别社科类社会调查报告及学术论文（）自然科学类学术论文（√）发明制作类作品（）关键词（最多五个）萤光虫、荧光素、光电传感器、光电转换器、电动机项目

2、研究内容摘要（200字以内）目前，人类的发展水平不断提高。然而，不断地开采、利用大自然，伴随而来的是环境的恶化。人们不断地研究和发明更加环保、节能的东西来减少发展对自然带来的污染。本项目是以“绿色环保”为主旨，对萤火虫进行研究和资源开发利用，从而达到目的。萤火虫发光是在其发光器的部位，存在著一种含磷的发光质与一种催化酵素。萤火虫在发光器上会有一些气孔，由气孔引入空气后，发光质就会透过酵素的催化与氧进行氧化作用。然后透过这样的机制来发出光。我们可以对萤火虫发出的光，进行“光能→电能→机械能”的转换，通过光能吸收器进行收集，并对光

3、能进行转化为电能，从而将用于各个领域，达到了节能环保的目的。项目立项依据（研究意义、国内外研究现状及分析，附主要参考文献目录。基础研究需结合科学研究发展趋势来论述科学意义；应用研究需结合国民经济和社会发展中迫切需要解决的关键科技问题来论述其应用前景。300字以内）研究的意义：萤火虫的出现，给人们带来了较高的观赏价值和经济价值，萤火虫独特的发光原理及体内两种发光物质荧光素酶和荧光素已广泛用于临床医学、环境监测【1】、钻井作业、室内装饰、航空、航天、航海、捕鱼等，荧光是一种自然能源，既绿色又环保，而且荧光是一种冷光【2】，其化学能

4、转化为光能效率为95%以上，只有少部分转化为热能，通过对萤光虫光能的开发利用，把光能转化为电能，再转化为其他形式的能，供人们利用。现在社会发展问题：当今社会，各行各业发展迅速，在追求高利润的同时，对能源的需求量不断增大，能源的开采不断增加，从而导致环境污染严重，环境恶化，带来不良后果。这时人们应该应该选择一种绿色环保的能源来代替过度开采。项目情况简介参考文献：【1】RobertAL.Bioluminescenemethodsandprotocols[M].Totwa.NewJersey:Humana.Press,1998:1-

5、25.【2】何华、曾菊平、王海燕萤火虫资源的开发和利用与保护探究第7期2011.6【3】《生物学》-魏新研究内容、研究目标以及拟解决的关键问题（此部分为重点阐述内容，700字以内）研究内容：通过对萤火虫的荧光素进行研究，对荧光的开发作为一种新能源来利用，将光能转化为电能，再转化为其他形式的能，供人们利用：光能能机械能电机转换电能光电转换器萤火虫的光利用率非常高，几乎能将所有的化学能转化成光能，为现在光源效率的几倍到几十倍，如果人们现在将能源的利用率提高到萤火虫光能转换的效率，那么人们将大大的减少了能源的开采，缓解了现在能源短缺

6、的现象。研究目标：萤火虫的发光原理：萤火虫有专门的发光细胞，在发光细胞中有两类化学物质，一类被称作荧光素（在萤火虫中的称为萤火虫荧光素），另一类被称为荧光素酶。荧光素能在荧光素酶的催化下消耗ATP，并与氧气发生反应，反应中产生激发态的氧化荧光素，当氧化荧光素从激发态回到基态时释放出光子。反应中释放的能量几乎全部以光的形式释放，只有极少部分以热的形式释放，反应效率为95%，萤火虫透过这样的作用来发出光芒。而这样发出来的光，由於大部份的能量都转为光能，只有少部份化为热能，所以称之为冷光。也就因为发光质与光能的转换相当有效率，所以萤

7、火虫可以发光相当长的一段时间。而萤火虫本身也可以控制进不进行这样的作用来控制发不发光。甲虫也因此而不会过热灼伤。解决关键：由于萤火虫发光微弱，所以在收集光源时，需要用光源收集器进行收集，在经过光电传感器将光信号转化为电信号，再将电信号带动电动机，从而将电能转化为机械能等其他形式的能量。项目情况简介拟采取的研究方案及可行性分析（包括有关方法、技术路线、实验手段、关键技术等说明，500字以内）研究方案：能源是现在人类生存和发展必不可少的物质，随着人口的增加，能源的利用也增加，这时人们要采取其他办法来解决能源问题。萤火虫光能的开采和

8、利用是我们研究的目标之一，其优点是绿色环保节能是当今能源可持续发展途径之一，光能转化为电能的技术已经成熟，如太阳能电路板、太阳能汽车等就是利用到光能，将光能转化为电能供人类利用。我们可以将荧光以下形式开采荧光：机械能电机转换电能光电转换器光能能方案可行分析：根据现在的科学发展