【大纪元2021年11月24日讯】（大纪元记者高文森编译报导）自然界中植物通过光合作用制造糖分。麻省理工学院（MIT）的研究人员借鉴这样的机制，设计了一种光催化剂，能够吸收光线的能量来促进多种化学反应过程。
主要研究者之一MIT的化学副教授施劳-科恩（Gabriela Schlau-Cohen）说：“这种光催化剂以光线代替有害的（化学反应所需的）条件或试剂，可用于制造药品、农业化学品，并使得合成过程更高效、更环保。”
多数催化剂都可以降低反应发生所需的能量临界值。在过去二十多年来，化学家一直在寻找各种能够利用光能促进反应的催化剂。
研究人员与普林斯顿大学、北卡罗来纳州立大学（North Carolina State University）的同行合作进行实验后发现，这种新型光催化剂比现有的光催化剂更好，能够吸收所有波长的光线。
这份研究说，以前的研究都是使用同一种分子既负责吸收光线，又负责催化功能。这样的分子通常只能吸收特定波长的光线，所以吸光的效率不好。“自然界的光合作用就是把这两种功能分开执行，一种专门的蛋白负责吸收光线，把采集来的能量传递给另一种负责催化功能的蛋白。”
这份研究借鉴了这样的机制，也使用两种成分合起来制成新型光催化剂。
研究人员把制成的催化剂用于两类化学反应过程。一类是硫醇-烯（thiol-ene）偶合，将硫醇和烯烃连接起来形成硫醚（thioether）；另一类是在肽（peptide）偶合后，用甲基取代剩余的硫醇基团。
研究称使用了新型光催化剂后，比以前仅用钌（ruthenium）催化剂的产能提升了十倍。而且，新型光催化剂在红光下也能起作用，这是现有的光催化剂达不到的效果。在红光作用下，这些反应所产生的副反应较少，对化合物的伤害也少，这在生物系统的反应中是很重要的优势。
研究介绍说硫醇-烯偶合反应在成像和感应、送药、生物分子稳定性方面经常用到，比如可用于合成脂肽（lipopeptides），促进抗原疫苗的吸收。第二类反应在肽合成方面有很多用途，比如制造可以治疗艾滋病的药物恩夫韦地（Enfuvirtide）。
研究称这种光催化剂还可用于促进木质素解聚反应，将木头等难以分解的植物材料制成生物燃料。
研究者表示他们接下来将不断替换里面的吸光蛋白和催化剂，以适应各种化学反应。
这份研究11月15日发表于细胞（Cell）出版社旗下的Chem期刊。◇#
责任编辑：叶紫微
