一支研究团队展示了使用有机材料进行人工光合作用的可行性。利用该技术，他们成功地从废弃有机材料中合成了有用的有机化合物，包括药物材料和“绿色”氢气，这是一种下一代可再生能源。他们的发现预计将有助于药物和农业化学品的生产以及可持续能源计划。
一组由名古屋大学助理教授森翔和教授斋藤进领导的研究团队开发了一种开创性的人工光合作用方法，该方法利用阳光和水从废弃有机化合物中产生能量和有价值的有机化合物，包括药物材料。这一成就是朝着可持续能源和化学生产迈出的重要一步。研究结果发表在《自然通讯》上。
“人工光合作用涉及模仿植物将阳光、水和二氧化碳转化为富含能量的葡萄糖的化学反应，”斋藤解释道。“其他过程中常常产生的废物并未形成；相反，只有能量和有用的化学物质被创造出来。”
他们称这种技术为以有机合成为目标的人工光合作用（APOS），它满足人工光合作用的所有标准。由于在反应中使用有机物和水作为原材料，这代表了人工光合作用领域的范式转变。
“APOS成功的关键在于两种无机半导体光催化剂的协同作用，”斋藤说。“催化剂分别促进废弃有机物和水的分解，通过水分解反应，从而合成有用的有机化合物和‘绿色’氢气。”
研究人员描述了一系列他们发现的实际应用。在实验中，他们利用不同的有机原料合成了25种以上不同的醇类和醚类产物，这些产物包含多种功能团，包括一种抗抑郁药的类似物和一种过敏性鼻炎药物。该技术还允许对有机材料进行修改，他们通过修改一种用于治疗血液中升高脂肪水平的药物证明了这一点。
“我们的尖端技术有可能在不形成二氧化碳和废物的情况下生产有用的碳材料，”斋藤说。“一个例子是我们在这次实验中用作起始材料的乙腈。乙腈是工业大规模生产聚合物和碳纳米纤维过程中生成的副产品。利用它进行APOS使其成为有用的产品，可能减少了废物。”
这项研究标志着有机合成人工光合作用新领域的开始，结果预计将有助于利用可再生能源和资源（如阳光和水）进行可持续的医疗和农业化学品生产。
