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超分子构筑高效人工光捕获体系获新进展
更新日期:2018-03-12  

  近日,南京大学化学化工学院胡晓玉/王乐勇课题小组在基于超分子组装体构筑人工光捕获体系研究取得初步进展,其成果“Highly Efficient Artificial Light-Harvesting Systems Constructed in Aqueous Solution Based on Supramolecular Self-Assembly”发表在3月12日出版《德国应用化学》期刊上(Angew. Chem. Int. Ed., 2018, DOI: 10.1002/anie.201800175)。 

  光合作用是自然界生命体赖以生存、进行活动的基础,模拟自然界的捕光天线体系,在光催化、光化学传感、发光器件、光电转换以及解决人类面临的能源危机等方面具有重大的意义。紧密堆叠、镶嵌于蛋白的色素分子构成了高效的光捕获天线体系,它不仅能高效收集分散的太阳光能,也可以保证反应中心在弱光条件下也被活化。目前,模拟自然捕光天线体系已取得巨大进步,但在水相中构筑高效人工光捕获体系仍然是一项挑战性的工作。 

  该团队利用客体双亲性分子G和主体水溶性大环柱芳烃(WP6)和疏水性染料尼罗红(NiR)/曙红Y(ESY)构筑了两种高效人工光捕获体系。双亲性分子GWP6发生主客体作用形成超分子双亲体,然后进一步正交组装形成超分子纳米组装体,其结果大幅度提高了分子G的聚集诱导发光能力(AIE效应)。这一纳米组装体可以将疏水染料NiR包载在其实心核中,并可以作为能量给体,实现由能量给体GNiR的能量转移,且体系在给体和受体比例为150:1时的天线效应为25。鉴于这一超分子纳米聚集体的优良发光性能,他们更进一步构筑了另一人工捕光体系,实现了由能量给体G到曙红Y的能量转移,这一体系在给体和受体比例为200:1时的天线效应为28。作者表示,超分子组装体简单高效地构筑了模拟自然界光合作用的平台,为进一步实现光电转换与能量存储提供了良好的基础,后续研究将进一步深入展开。 

        (来源:南京大学化学化工学院