中国科学家突破：MOFs材料让植物吸碳效率提升近一倍

中国科学家突破：MOFs材料让植物吸碳效率提升近一倍

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来源

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https://blog.csdn.net/m0_72489520/article/details/136552099

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https://m.ibuychem.com/expert/article/2589499

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https://www.nmsci.cn/nmsci/14181

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https://www.cjcatal.com/CN/column/column319.shtml

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https://www.cjcatal.com/CN/column/column16.shtml

中国科学院大连化学物理研究所李灿院士团队在提升植物光合作用效率方面取得重大突破。通过在小球藻表面自组装金属有机框架材料（MOFs），成功实现了直接空气捕集二氧化碳并高效转化，显著提升了微藻的光合效率。

研究背景与意义

全球气候变化是当今世界面临的重大挑战之一，其中二氧化碳排放量的不断增加是主要驱动因素。植物通过光合作用吸收二氧化碳，释放氧气，是自然界中最重要的碳汇之一。然而，自然界的光合作用效率相对较低，如何提升植物的光合效率，增强其固碳能力，成为科研人员关注的焦点。

创新性研究方法

李灿院士团队创新性地将金属有机框架材料（MOFs）应用于提升植物光合作用效率的研究中。MOFs是一种具有独特结构功能的多孔晶体纳米材料，其特点包括：

• 结构可调性：通过调整金属团簇和有机配体，可以定制特定的孔径和功能
• 大表面积：理论最大可达14,600 m²/g
• 永久孔隙率：可容纳多种物质，如单金属原子、纳米颗粒等
• 化学通用性：适用于多种化学反应环境
• 高稳定性：具有良好的机械和热稳定性

研究团队选择小球藻作为实验对象，通过在小球藻表面自组装MOFs，构建了一种新型的光合增强系统。这种设计不仅能够直接从空气中捕集二氧化碳，还能有效促进其在光合作用中的转化效率。

实验结果与科学意义

实验结果显示，通过MOFs增强的小球藻在光合作用效率上取得了显著提升：

• 微藻光合放氧速率对二氧化碳的亲和力提高了82%
• 光能到生物质的表观转化效率从5.1%提高至9.8%

这一突破性成果不仅展示了MOFs在提升植物光合作用中的巨大潜力，更为应对全球气候变化提供了新的解决方案。通过增强植物的固碳能力，可以更有效地减少大气中的二氧化碳含量，为实现碳中和目标开辟了新的途径。

应用前景与展望

虽然目前该研究仍处于实验室阶段，但其展现出的广阔应用前景令人振奋。未来，随着技术的进一步发展和完善，这种基于MOFs的光合增强系统有望应用于大规模的碳捕集和利用项目中，为环境保护和可持续发展做出重要贡献。

这一科研突破不仅体现了中国科学家在应对全球气候变化方面的创新能力和责任担当，也为全球科研界提供了新的研究方向和思路。通过跨学科的协同创新，人类有望更好地应对气候变化带来的挑战，实现人与自然的和谐共生。