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  中国科技网讯 据物理学家组织网7月18日(北京时间)报道,韩国化学技术研究所和首尔梨花女子大学的新研究,证明石墨烯作为一种高效的光催化剂可使人工光合作用系统的效率提升,其同时展示了一个能直接将二氧化碳转换成太阳能化学物质或太阳能燃料的基准实例。该研究刊登在最新一期的《美国化学学会杂志》上。

  人工光合作用系统可使太阳光能转换成化学能,产生可再生、无污染的燃料及多种用途的化学品。开发出一个高效的太阳能燃料转换过程非常具有挑战性,尽管研究人员已经演示了人工光合作用的可行性,但实现其高效率却比较困难。此前曾尝试用石墨烯半导体复合材料作为催化剂,但效率也较低。

  新研究中,科学家使用石墨烯作为光触媒,然后再加以卟啉酶,该物质可以把阳光和二氧化碳转换成甲酸,用于塑料行业的化学品和燃料电池的燃料。测试结果表明,基于石墨烯的光催化剂在可见光范畴下功能强大,其整体效益显著高于其他催化剂。

  研究还发现,该材料具有良好的电子传输能力,并且,石墨烯较大的表面积有助于加快化学反应的转换过程。这种可从二氧化碳中直接生产出太阳能燃料的能力,可应用于燃料电池、塑料制业以及制药行业。

  研究人员称:“作为一个实用性强大的系统,此次成果也可用于生产特制的精细化学品,例如,手性2-氨基-1-方基乙醇衍生物。这是多种极其昂贵的手性药物的重要中间体,现在通过我们的催化剂——酶耦合人工光合作用系统,可以利用太阳光能简单地合成出来。”(记者 华凌)

  总编辑圈点

  石墨烯真是个好东西!作为目前世上最薄却也是最坚硬的纳米材料,它不仅具有非同寻常的导电性能、超出钢铁数十倍的强度和极好的透光性,而且比目前任何其他材料的导热效果都好。难以想像,这种可用于纳电子器件方面、光子传感器、基因电子测序,甚至有望代替硅生产超级计算机的神奇材料,在被证明可作为人工光合作用的高效催化剂后,还有什么新异的功能等待发掘。我们有理由相信,石墨烯的出现在科学界激起的巨大波澜,远未平息。