Acc. Chem. Res.:无机半导体−生物界面加强天然和人工光互助用

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碳中性越来越普遍地被以为是天气举动和可继续开展的一种东西。光互助用有助于维持相宜的碳-氧均衡以维持生活,在减缓温室效应方面发扬着不行替换的作用。但是,光互助用的能量转换服从只要1%左右,远远低于实际上的最大值。在碳中性的生态需求下,进一步进步光互助用服从是明智且须要的。此中,最间接、最新鲜的办法便是将光合色素的使用率进步到光谱的弱吸取地区,从而进步太阳能的使用服从。


克日,中国迷信院凯发研讨所王树研讨员,白昊天总结了课题组在构建共轭聚合物-光互助用无机体界面以进步光互助用服从方面所做的事情。



本文要点


要点1. 离子基团的侧链修饰或纳米粒子的制备使共轭聚合物具有水溶性和带电性,使其可以经过静电作用联合到光合微生物外表或被动物根系吸取。


要点2. 无机半导体共轭聚合物具有无与伦比的捕获和发射光的才能、漏斗状的引发能量通报方法和令人倾慕的生物相容性,可以作为人工天线来补偿自然天线颜料的不敷,扩展光合无效辐射(PAR)的范畴。

要点3. 经过该战略,课题组完成了普遍的生物光合服从的进步,包罗含氧光合生物,从细胞器到原核蓝藻,真核高等动物,初等动物,以及无氧光合生物。

要点4. 与传统半导体差别,共轭聚合物不但具有电子导电性,并且具有离子导电性,是生物电信号转导的次要手腕。因而,它们可以充任电子桥梁,减速质料-生物体界面上的电子转移速率。在此底子上,课题组将共轭聚合物引入到包罗生物光伏和人工碳封存在内的人工光合体系中,以进步能量转换服从。

这些研讨为共轭分子的功效研讨开发了新的范畴,并为将来光互助用体系的设计提供了开辟。
 

Xin Zhou, et al, Organic Semiconductor-Organism Interfaces for Augmenting Natural and Artificial Photosynthesis, Acc. Chem. Res., 2021
DOI: 10.1021/acs.accounts.1c00580
https://doi.org/10.1021/acs.accounts.1c00580



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