前幾天，X-MOL向大家介紹了ACS和CAS統(tǒng)計(jì)出來(lái)的過(guò)去十年中被引用最多前三名的化學(xué)文章，加州大學(xué)伯克利分校的華人大牛楊培東（PeidongYang）的關(guān)于太陽(yáng)能電池的文章名列榜首。

這項(xiàng)研究利用了在厭氧狀態(tài)下產(chǎn)生乙酸的細(xì)菌Moorellathermoacetica，經(jīng)改造后，可以將溶液中的鎘離子和半胱氨酸轉(zhuǎn)換為不溶性的硫化鎘（CdS）納米粒子，并析出在細(xì)胞表面上。當(dāng)用光線照射時(shí)，硫化鎘納米粒子被激發(fā)后會(huì)釋放出電子，然后將這些電子送入細(xì)菌體內(nèi)用于將二氧化碳還原成乙酸。

“我們展示了非光合細(xì)菌M.thermoacetica的第一次自光敏化（self-photosensitization），利用硫化鎘納米粒子從二氧化碳制備乙酸，而且其效率和產(chǎn)量可與自然光合作用相媲美，甚至可能超過(guò)后者，”楊培東說(shuō)。

“我們創(chuàng)建的這種細(xì)菌/無(wú)機(jī)半導(dǎo)體混合人工光合作用系統(tǒng)可以通過(guò)生物沉淀硫化鎘納米粒子進(jìn)行自我復(fù)制，這些納米粒子可以作為光收集器，以維持細(xì)菌的代謝，”楊培東說(shuō)。“通過(guò)無(wú)機(jī)化學(xué)自動(dòng)增強(qiáng)生物系統(tǒng)的功能，這開(kāi)辟了一條新的道路，將生物和非生物性質(zhì)的組分整合成為先進(jìn)的下一代‘太陽(yáng)能至化學(xué)品’（solar-to-chemical）轉(zhuǎn)化技術(shù)�！�

硫化鎘是一種熱門(mén)的具帶結(jié)構(gòu)（bandstructure）的半導(dǎo)體，非常適合于光合作用。而M.thermoacetica，既可以作為“傳真機(jī)”（意思是它可從電極直接進(jìn)行電子轉(zhuǎn)移），又是一個(gè)“產(chǎn)乙酸菌”（意思是它可以以接近90％的光合特異性直接產(chǎn)生乙酸），因此是證明這種混合人工光合作用系統(tǒng)功能的理想生物模型。

光合作用是自然界中的生物收集太陽(yáng)光，并使用太陽(yáng)能從二氧化碳和水合成碳水化合物的過(guò)程。科學(xué)界一直在探索人工版本的光合作用，以清潔、綠色和可持續(xù)生產(chǎn)的方式制備化工產(chǎn)品，比如燃料和塑料，來(lái)代替目前對(duì)石油資源的依賴。楊培東和他的研究小組一直處于人工光合作用技術(shù)的最前沿，致力于開(kāi)發(fā)用太陽(yáng)能進(jìn)行化學(xué)合成的全部潛力。

楊培東說(shuō)，“通過(guò)利用硫化鎘納米粒子誘導(dǎo)M.thermoacetica的自光敏作用，我們?cè)趲滋斓拿靼抵芷谥型ㄟ^(guò)光合作用以相對(duì)高的量子產(chǎn)率從二氧化碳合成乙酸，驗(yàn)證了一條可自我復(fù)制的系統(tǒng)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)‘太陽(yáng)能至化學(xué)品’轉(zhuǎn)化和二氧化碳減量的目標(biāo)�！�

本文來(lái)自：逍遙右腦記憶 http://yy-art.cn/gaozhong/927334.html

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