人工光合作用一直以来都是提高太阳能转换效率的理想途径之一，技术成熟，也取得了一定的成果。近年来兴起的半人工光合作用则处于一个起步阶段，注重纳米材料与自然光合作用之间的内在联系。其中关键的一点就是两者间有效的电子传递。已有报道，二氧化钛可以通过提高植物的光合作用率从而促进植物的生长，但其中的互作机理尚不明确。

       最近，课题组选用了一种粒径小于5 nm的、高分散性的锐钛矿纳米二氧化钛，构建了二氧化钛/叶绿体（TiO2/CLP）半人工光合系统。通过系列测试手 段，首次从物理化学的角度，讨论了二氧化钛与叶绿体间有效的电子传递及相关互作机理。我们的结果主要如下：首先，与叶绿体（CLP）相比，复合体显示出了更高的DCPIP还原率，表明该半人工光合系统的光合电子传递速率得到了有效提高。其次，与纯二氧化钛相比，复合体的荧光发射强度降低、荧光寿命缩短，表明叶绿体抑制了二氧化钛的电子空穴复合速率。再者，二氧化钛与叶绿体复合后，其带隙变窄。叶绿体在抑制二氧化钛光合电子空穴对复合效率的同时，也拓宽了二氧化钛在该半人工光合系统中对有效光的响应。最后，喷施二氧化钛水分散液于生菜叶片上的透射电镜结果表明，粒径小于5 nm 的二氧化钛纳米颗粒能够进入到生菜叶片细胞中并随机地分布到叶绿体类囊体薄膜上，使得叶绿体中光合电子传递速率的提高能够促进ATP的合成。

       相关论文作为Supplementary Cover文章发表在Journal of Physical and Chemistry Letters上。论文第一作者为园艺学院18级硕士研究生潘晓琴，通讯作者为华南农业大学园艺学院宋世威副教授和材料与能源学院雷炳富教授。

       论文链接：https://dx.doi.org/10.1021/acs.jpclett.9b03740

       ACS LiveSlides presentation： http://pubs.acs.org/doi/suppl/10.1021/acs.jpclett.9b03740

       论文题目：Enhanced Photogenerated Electron Transfer in a Semiartificial Photosynthesis System Based on Highly Dispersed Titanium Oxide Nanoparticles