近来，我国科学院院士、我国科学院大连化学物理研讨所研讨员李灿团队与内蒙古大学教授刘健团队协作，在生物细胞反响器功用仿生范畴获得新进展。研讨团队将细胞仿生纳米反响器的几许结构、可逆人工质子中继、异质结驱动的电荷别离集成于单一渠道，为提高光催化功用供给了新策略。相关效果宣布在《美国化学会志》。

  天然细胞作为精细的软物质体系，凭仗多级限域结构和空间有序的组分排布，高效驱动生化反响以保持细胞正常代谢。将细胞原理移植到组成纳米材猜中，经过纳米细胞工程构筑具有定制化外表功用和孔/腔结构的类细胞实体即纳米反响器，模仿生物细胞器功用，是细胞生物学与纳米技术交融的重要方向。

  纳米反响器规划的中心在于模仿两类要害的细胞功用：一是细胞膜上特异性蛋白质通道可以精准调控离子跨膜运送，其间某些特定载体蛋白可主导质子的精准透过，发挥“质子泵”功用，调理酸碱平衡及生命活动；二是细胞器的区室化结构构建了特征明显的纳米反响空间，可富集局域反响物浓度，并将灵敏催化中心与外界搅扰阻隔，保证反响的高功率与高保真度。

  作为概念验证，研讨团队将天然细胞中层级化的区室结构与质子泵机制引进组成纳米资料的规划中。本作业中，团队开发了一种中空CdS@聚多巴胺纳米反响器，并整合了两类细胞仿生特征：聚多巴胺壳层中动态的邻苯二酚/醌氧化复原对作为质子中继，经过可逆地供出和接纳质子来加快质子耦合电子搬运进程；由多孔壳层限域的纳米空腔构成的区室化纳米反响器结构，可发明用于传质分散、反响物富集和光子捕获的限域微环境。二者的协同集成同步弥合了氧复原和水氧化两个半反响之间的反响时间尺度和动力学差异，在可见光照射下的水溶液中完成了过氧化氢光组成速率，太阳能到化学能的转化功率到达1.2%。原位光谱、光电化学分析、有限元模仿和理论核算相结合，提醒了该细胞仿生机制并阐明晰Z-型异质结介导的光催化反响途径。进一步，团队将纳米反响器封装于环境友好的海藻酸钠水凝胶中，获得了整体式、可回收的光催化剂，在天然光照下完成安稳的过氧化氢出产。

  该作业有望为新一代仿生纳米资料的规划供给参阅。（来历：我国科学报 孙丹宁）

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