再登Nature子刊封面！十倍效率的“人工光合作用”系统！

美国芝加哥大学的研究团队创造出了一个新的人工光合作用系统，其效率比现存其他人工系统高出一个数量级。该研究不仅是对现有系统的巨大改进，还前所未有地清楚揭示了这种人工系统在分子水平上的工作原理。相关研究成果在Nature子刊Nature Catalysis上发表，中科幻彩为其成果设计制作了封面图，并被选为该期封面文章。

封面设计制作：中科幻彩

高效 10 倍的“人工光合作用系统”

该研究利用团队前期提出的范德华异质结超快闪存的三大要素新机理，引入双极性二维半导体作为沟道，成功实现了高鲁棒性超快在自然界中，光合作用由几种复杂的蛋白质和色素完成，通过重新排列原子来产生碳水化合物。与常规光合作用不同，人工光合作用可以产生乙醇、甲烷或其他燃料。因此，研究人员希望通过重新设计来制造化石燃料替代品。该团队将金属-有机框架（MOF）材料（由有机配体与金属离子结点组装形成）设计成单层，为化学反应提供最大的表面积，并将实验材料浸没于包含钴化合物的溶液中，以便运送电子。

该团队在 MOFs 中添加了迄今为止人工光合作用系统尚未包含的物质——氨基酸，使分解水的效率和向二氧化碳添加电子及质子的效率均得到提升。这一突破也可以广泛应用于其他化学反应，例如制造药物和尼龙初始材料等。双极性闪存，通过对存储双极性行为的逻辑调控，实现了乘法累加操作同时完成非线性自激活输出，显著降低外围电路复杂度和消耗。