工程师在生物工程和清洁能源领域取得了显著突破。一个研究小组创造了一种突破性的光驱动杂化纳米反应器，将生物系统的自然效率与先进的合成技术相结合，以生成氢气，这是一种清洁和可再生的能源来源。
利物浦大学的研究人员在生物工程和可持续能源方面取得了重大里程碑。他们工程化了一种先进的光驱动杂化纳米反应器，将生物系统的自然效率与合成精度相结合，以生成氢气，这是一种清洁和可持续的能源资源。
该研究发表在ACS Catalysis上，提出了一种用于人工光催化的创新方法，解决了利用太阳能生产燃料的重大挑战。尽管自然光合作用系统已经进化到最大限度地吸收阳光，但人工系统在达到类似效率方面仍然面临困难。
这个杂化纳米反应器是通过生物与合成元素的新型组合而创建的。它将重组的α-羧酶体外壳（天然细菌微区室）与微孔有机半导体集成在一起。羧酶体外壳保护易受氧气失活影响的氢酶，这些酶在生产氢气方面极为有效。通过封装这些酶，纳米反应器确保了其长期功能性和效率。
利物浦大学微生物生物能和生物工程系的刘伦宁教授与化学系的安迪·库珀教授及大学材料创新工厂（MIF）主任合作。他们的团队共同开发了一种微孔有机半导体，作为光吸收天线，捕获可见光并将能量传递给生物催化剂，以促进氢气生产。
刘伦宁教授表示：“通过模仿自然光合作用中复杂的结构和功能，我们设计了一种杂化纳米反应器，将合成材料的广泛光吸收和激子产生效率与生物酶的催化活性结合在一起。这种合作使得仅仅通过光作为能源可以生产氢气。”
这项开创性的研究具有重大的意义，特别是减少对昂贵的贵金属如铂依赖的潜力，提供了一种比传统合成光催化剂更经济的替代方案，同时保持类似的效率水平。这一创新不仅支持可持续氢气生产，还可能在生物技术领域有更广泛的应用。
材料创新工厂主任安迪·库珀教授表示：“跨学科合作以实现这些成果是一次令人兴奋的经历。这项研究的发现开启了创造仿生纳米反应器的新可能性，这些反应器可以在清洁能源和酶工程中有多种应用，助力实现碳中和的未来。”
