上海有机所田佳团队：实现仿色素体超高活性光催化制氢TON>667,000

背景：光合生物的光捕获系统具有极高的量子效率，紫细菌的LH2和LH1–RC复合物通过环状蛋白骨架排布细菌叶绿素，实现高效光捕获。研究目的：受天然结构启发，构建模拟LH2和LH1–RC功能的人工球形色素体纳米胶束，以实现高效水相光催化制氢。结论：研究成功设计了两亲性卟啉基细菌叶绿素类似物分子，通过自组装形成超分子阴离子型卟啉组装体，并与镍基分子催化剂分级共组装，模拟了天然“天线-反应中心”结构。冷冻电镜观测到纳米胶束表面形成约22个由12个卟啉分子组成的环状亚基阵列。该系统在可见光照射下产氢效率比对照组提升40倍，催化转化数超过667,000，外量子效率达6.8%。飞秒瞬态光谱揭示其具有“快速转移、缓慢复合”的电荷分离态，有效抑制能量耗散。该工作为设计高效人工光合产氢体系提供了新思路。