仿生叶绿体微反应器提升人工光合作用效率

自然光合作用被称为地球上最重要的化学反应，作为生命活动的物质与能量基础，为所有生物提供有机物、能量和氧气。通过学习和模拟自然光合作用分子机制，科学家开发出人工光合作用技术，利用光能驱动水和二氧化碳转化为高价值化学品，对解决能源危机、实现“碳中和”及改善生态环境具有重要意义。

作为光合作用的起始和决定性步骤，光催化析氧反应因其复杂的四电子-质子转移过程、缓慢的反应动力学以及较高的氧化还原能垒，成为制约整个化学反应速率的关键因素。受生物启发的超分子组装技术为构建高性能人工光合作用体系提供了新思路。生物系统的液-液相分离（LLPS）现象是指生物分子通过弱相互作用形成动态无膜细胞器的过程，因其独特的分子富集能力和微区室化特性，在构建仿生微反应器方面显示出潜在的应用价值。中国科学院化学研究所李峻柏团队创新性地提出利用LLPS策略构建的超分子微反应器有望显著提升光催化反应效率，这一设想为突破现有技术瓶颈提供了新方法。这一成果近期发表在Journal of the American Chemical Society 上，文章的第一作者是中国科学院化学研究所博士研究生舒蓉，通讯作者是李峻柏研究员和费进波研究员。

Rong Shu, Yang Xu, Jinbo Fei*, Fanchen Yu, Zibo Li, Xuanze Meng, and Junbai Li*.  Artificial Chloroplast Nanoarchitectonics through Liquid–Liquid Phase Separation Enables Recycled and Enhanced Photosynthesis, J. Am. Chem. Soc. 2025

DOI: 10.1021/jacs.5c09352

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c09352