加拿大麥基爾大學(McGill University)解明了浮游植物矽藻(Diatom)的玻璃狀外殼如何促進弱光環境中光合作用的機制。矽藻是生存於大多數水域中的單細胞生物，大氣中25%的氧氣與海洋中約40%的碳固定即由矽藻的光合作用所形成。若能夠了解矽藻如何捕獲光及其相互作用的機制，將可望應用於高效率利用光能之設備開發。
矽藻外側覆蓋了一層透明、堅硬的多孔質殼，依據孔洞的大小、間距、位置的差異，對於光的反應亦有所不同。麥基爾大學則利用特定種類矽藻外殼的不同部分，就其對陽光的反應以及與光合作用的關係進行了分析。研究團隊利用掃描近場光學顯微鏡(SNOM)、原子力顯微鏡(AFM)、掃描電子顯微鏡(SEM)及暗視野顯微鏡(Dark-field Microscope)等4種高解析度顯微鏡對矽藻外殼構造進行了成像，且為了分析外殼各部分的光學反應，以顯微影像為基礎構建了一項3D模型。
此外，麥基爾大學透過3D光學模擬，對於太陽光中各種波長的光與矽藻外殼構造各部位的相互作用進行了調查，並特定出3種主要的太陽能收集機制(捕獲、再分配、保留)，最終亦成功地確認了外殼構造如何結合各種光學特徵協同運作以促進光合作用。研究中證實了與矽藻外殼相互作用的波長以及光合作用過程中吸收的波長呈現一致，且外殼的不同部分會重新分配光，俾使光可被細胞整體吸收。
此外，在高照度到低照度的過程中，為了促進光合作用，光在外殼內循環了相當一段時間，促進了大約9.8%的光合作用。麥基爾大學表示，從矽藻外殼結構模型中獲得的高效率光收集機制對於太陽電池、光通訊技術、生物感測技術的發展具有重要意義。今後研究團隊將進一步展開模型的改良，並計畫將顯微鏡影像之光學模擬技術應用於其他矽藻類生物。