生物杂化体介导的半人工光合作用:机理、进展及展望

半人工光合系统通过利用人工光合系统与自然光合系统关键功能组分的协同效应以实现太阳能-化学能的转化。生物杂化体介导的半人工光合系统(biohybrid mediated semi-artificial photosynthetic system, BMSAPS)创新性地耦合了光敏剂优异的光捕获特性及生物催化剂高效的催化能力,从而利用太阳能高效驱动特定的化学转化过程。强化光敏剂与生物催化剂微界面间电子的产生、传输及利用是提高BMSAPS性能的关键。本文从BMSAPS的基本原理出发,分析了BMSAPS构建的关键科学问题及研究现状,阐述了该系统光生电子传递的相关机制及研究手段,总结了其在可再生能源转化、二氧化碳减排等方面的研究进展,并就未来的研究方向提出展望。本文有助于加深对BMSAPS的认识,从而为进一步优化其在能源生产和环境修复领域的应用提供理论基础和技术支撑。     

水合亮氨酸构型的系统寻找与研究

同时考虑亮氨酸可能的水分子络合方式及亮氨酸分子的所有内轴转动,对亮氨酸与1～3个水分子的复合结构Leu-(H₂O)_n进行了系统寻找．分别用BHandHLYP/6-31+G*和BHandHLYP/6-311++G**方法对结构进行了优化和单点能计算．发现亮氨酸水合结构与孤立亮氨酸有着很好的对应关系,且亮氨酸的水合结构可以可靠地通过对亮氨酸的结构直接加水得到．对中性、双电性亮氨酸水合结构的红外计算光谱与溶液中亮氨酸实验光谱进行了比较与分析,发现双电性Leu-(H₂O)₃的红外光谱与实验符合得最好,表明溶质在气相中与适量的水分子络合便能较好地模拟溶质在溶液中的红外光谱．