材料-生物杂化体的光驱生物催化

材料-生物杂化体的光驱生物催化,又称为半人工光合作用,利用高效捕获光能的材料与高选择性的生物催化相结合,从而实现光能到化学能高效、高特异性的转化。天然光合系统光能到化学能的转换效率低,进而发展了光能捕获和转换效率更高的人工光合作用,然而人工光合系统很难实现特异性合成高能量密度、高附加值的多碳化合物。基于材料-生物杂化体构建的半人工光合作用,同时具备材料和生物系统两者的优势,实现优势互补,为光能到化学能的转化提供新的机遇和应用。本文详细介绍了材料-生物杂化体的构建方式,杂化体通过光吸收剂与催化剂进行复合,其复合方式包括以天然光系统作为光吸收剂与纳米催化剂相结合,和以材料作为光吸收剂与酶或微生物全细胞催化剂相结合;分别总结不同复合方式的研究进展、不同系统之间的优缺点以及不同杂化体的应用方向,并对未来发展方向进行了展望。