中新网深圳6月24日电 (记者 索有为)中国科学院深圳进步前辈手艺研究院(下称“深圳进步前辈院”)24日发布动静称，深圳进步前辈院合成生物学研究所研究员钟超团队与上海科技年夜学物资科学与手艺学院研究员马贵军团队日前在Science Advances(《科学进展》)上结合颁发最新研究功效，研究人员提出了一种新型的半人工Z-scheme光合感化涂层，以摹拟天然进程并提高光能转换效力，并依托工程化年夜肠杆菌生物被膜，成功开辟了共形贴附导电生物被膜。

这类不变、可延续范围化出产的半人工Z-scheme涂层，不但鞭策了活体能源材料在可延续洁净能源方面的利用，同时也为生物整合系统设计供给了参考意义。

该研究中，钟超研究员和马贵军研究员为配合通信作者，深圳进步前辈院副研究员王新宇和上海科技年夜学博士卒业生张博杨为论文配合第一作者。深圳开博体育进步前辈院为该研究第一单元。

“人工合成的半导体材料具有优良的可见光接收能力，可以冲破天然光合感化的效力限制。经由过程整合生物材料和无机半导体两种材料的优势，可以实现光催化产氢、固碳、固氮等利用。”钟超说。

在该研究中，两个团队合作提出连系导电生物被膜与无机光催化材料各自的优势，采取层层沉积手艺，成功构建了一个不变且可延续的半人工光合杂化Z-scheme涂层，旨在操纵光能高效驱动高附加值化学品的合成。

研究人员起首经由过程滴涂法，将具有可见光接收特征和高光催化活性的两种催化剂涂覆在玻璃上，制备了光催化剂夹杂物涂层；随后经由过程培育“细菌种子”，在涂层概况进行年夜肠杆菌生物被膜的原位发展；因为细菌自己不具有导电性，需要再操纵原位聚合的体例制备导电生物被膜，经由过程化学润色使其取得导电能力。

“在半人工Z-scheme涂层中，细菌构成的生物被膜则充任着导电介质的感化，能增进电子在涂层中的传递。”王新宇说。

为了理解微不雅标准下的电荷分手结果，研究人员经由过程光辅助的开尔文探针力显微镜不雅察到，在光照前提下，涂层的电荷分手和迁徙能力显著加强；同时产品中氢气和氧气的比例不变保持在2:1，与水份子的化学构成一致，验证了光催化全解水尝试成果的有用性。

另外，这一涂层在分歧压力下表示出了出色耐受性。即使在常压前提下，其催化效力也能连结不变，有用避免了金属导电材料在逆反映中常见的催化效力降落的问题。研究成果注解，该涂层在持续运行100小时后，催化效力未见衰减，且材料布局连结无缺，显示出了优良的持久不变性。

更成心思的是，依照这类方案制备的半人工Z-scheme杂化涂层不但可以或许被轻松揭起构成自力的自支持膜，并且还揭示出了较强的机械不变性。

研究团队介绍，半人工Z-scheme杂化涂层中尚存在部门难以降解轮回的合成无机材料，在处置小型电子器件等低收益烧毁物时，持久直接填埋可能会对生态情况造成延续压力。将来，团队将致力在研发全生物降解系统，并打算进一步操纵太阳光驱动的化学反映，开辟在产氢、固氮或固碳等情况可延续的利用功能。(完)

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