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杨培东最新Nat.Nano.:为了光,金纳米团簇与细菌也能产生爱情

杨培东教授课题组报道,他们将Au纳米团簇作为细胞内光敏剂,与非光合作用细菌结合,形成一种具有光合作用能力的复合体。这一复合体能够将CO2高效转化为醋酸。在这一体系中,Au 纳米团簇有三大功能:1、作为光吸收剂;2、将光生电子传递给细胞质调节剂;有效避免了细胞间的缓慢传质作用和能量耗散;3、充当活性氧物种的清道夫,从而保持细菌的高活力。

——前言——

对于取之不竭,用之不尽的太阳能,科学家们的研究从未停歇。虽然太阳能转换为其他形式能量的效率可以轻松超过20 %,但是将太阳能转化为化学能,并储存于特定有机物还没有突破性进展。生物体是化学能转化和储层的高手,如果将吸光能力强的无机半导体和生物体,比如细菌,结合到一起,又会有怎样的效果呢?

在最近一期的Nature Nanotechnology中,杨培东教授课题组报道,他们将Au纳米团簇作为细胞内光敏剂,与非光合作用细菌结合,形成一种具有光合作用能力的复合体。这一复合体能够将CO2高效转化为醋酸。在这一体系中,Au 纳米团簇有三大功能:1、作为光吸收剂;2、将光生电子传递给细胞质调节剂;有效避免了细胞间的缓慢传质作用和能量耗散;3、充当活性氧物种的清道夫,从而保持细菌的高活力。

杨培东最新Nat.Nano.:为了光,金纳米团簇与细菌也能产生爱情

共同第一作者:Hao Zhang, Hao Liu.

通讯作者:Peidong Yang

第一单位:Department of Chemistry, University of California, Berkeley, Berkeley, CA, USA

论文doi:10.1038/ s41565-018-0267-z.

文献链接:https://www.nature.com/articles/s41565-018-0267-z

——图文快解——

杨培东最新Nat.Nano.:为了光,金纳米团簇与细菌也能产生爱情

图 1 : M. thermoacetica/AuNC复合体系示意图

 

杨培东最新Nat.Nano.:为了光,金纳米团簇与细菌也能产生爱情

图2:复合体电镜图片

 

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图3:不同条件下,光合作用效果

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图 4:细菌活力测试

 

——课题组简介——

杨培东最新Nat.Nano.:为了光,金纳米团簇与细菌也能产生爱情

杨培东,1971年8月出生于中国江苏省苏州市,纳米材料学家,美国艺术与科学院院士、美国国家科学院院士,加州大学伯克利分校化学系S.K.和Angela Chan杰出能源教授和化学教授 ,上海科技大学物质科学与技术学院院长 。

1993年杨培东获得中国科技大学应用化学学士学位;1997年获得哈佛大学化学博士学位;1999年进入美国加州大学伯克利分校化学系任教,先后担任助理教授、副教授、终身教授 ;2001年至2004年连续获得美国阿尔弗雷德·斯隆奖;2003年被美国“技术评论”杂志列入世界100位顶尖青年发明家;2004年获得美国材料学会青年科学家大奖,是第一位获得该奖的中国人;2007年获得美国国家科学基金会沃特曼奖;2011年入选汤森路透集团遴选的最优秀的100名化学家榜单中第十位,同时入选了10年中最优秀的100名材料科学家中第一位;2012年4月当选美国艺术与科学院院士。2014年出任上海科技大学物质科学与技术学院院长。2015年9月获得美国麦克阿瑟天才奖。2016年5月当选美国国家科学院院士。

杨培东主要研究内容为一维半导体纳米结构及其在纳米光学和能量转化中的应用,包括人工光合作用、纳米线电池、纳米线光子学、纳米线基太阳电池、纳米线热电学、碳纳米管纳米流体、低维纳米结构组装、新兴材料和纳米结构合成和操控。

课题组主页:http://nanowires.berkeley.edu

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