Hierarchical organization of perylene bisimides and polyoxometalates for photo-assisted water oxidation

析氧 人工光合作用 光化学 发色团 光系统II 化学 多金属氧酸盐 分解水 太阳能燃料 类囊体 光合作用 析氧络合物 光合反应中心 催化作用 光催化 电化学 分子 电子转移 有机化学 物理化学 叶绿体 生物化学 电极 基因
作者
Marcella Bonchio,Zois Syrgiannis,Max Burian,Nadia Marino,Erica Pizzolato,Konstantin Dirian,Francesco Rigodanza,Giulia Alice Volpato,Giuseppina La Ganga,Nicola Demitri,Serena Berardi,Heinz Amenitsch,Dirk M. Guldi,Stefano Caramori,Carlo Alberto Bignozzi,Andrea Sartorel,Maurizio Prato
出处
期刊:Nature Chemistry [Nature Portfolio]
卷期号:11 (2): 146-153 被引量:158
标识
DOI:10.1038/s41557-018-0172-y
摘要

The oxygen in Earth's atmosphere is there primarily because of water oxidation performed by photosynthetic organisms using solar light and one specialized protein complex, photosystem II (PSII). High-resolution imaging of the PSII 'core' complex shows the ideal co-localization of multi-chromophore light-harvesting antennas with the functional reaction centre. Man-made systems are still far from replicating the complexity of PSII, as the majority of PSII mimetics have been limited to photocatalytic dyads based on a 1:1 ratio of a light absorber, generally a Ru–polypyridine complex, with a water oxidation catalyst. Here we report the self-assembly of multi-perylene-bisimide chromophores (PBI) shaped to function by interaction with a polyoxometalate water-oxidation catalyst (Ru4POM). The resulting [PBI]5Ru4POM complex shows a robust amphiphilic structure and dynamic aggregation into large two-dimensional paracrystalline domains, a redshifted light-harvesting efficiency of >40% and favourable exciton accumulation, with a peak quantum efficiency using 'green' photons (λ > 500 nm). The modularity of the building blocks and the simplicity of the non-covalent chemistry offer opportunities for innovation in artificial photosynthesis. In native photosystem II (PSII), multi-chromophore antennas surround the reaction centre, capturing light and triggering the quantized (four-flashes) photo-oxidation of water to oxygen. The PSII 'quantasome' is the most efficient photo-electrolyser built so far. An artificial quantasome has now been developed; it is specifically designed for oxygen evolution by self-assembling light-harvesting-perylene bisimides with a ruthenium polyoxometalate water-oxidation catalyst.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
jose发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
旷野完成签到,获得积分10
1秒前
现代不愁发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
多情似无琴完成签到 ,获得积分20
3秒前
天天快乐应助愤怒的嚣采纳,获得10
4秒前
theinu发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
6秒前
酷盖发布了新的文献求助10
6秒前
bellla完成签到,获得积分10
7秒前
端阳发布了新的文献求助10
7秒前
CodeCraft应助无风采纳,获得10
7秒前
www完成签到,获得积分10
9秒前
唧鸡复鸡唧完成签到 ,获得积分10
10秒前
奋斗的萝发布了新的文献求助20
10秒前
xx完成签到,获得积分20
10秒前
余铸海发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
13秒前
14秒前
小二郎应助daniel666采纳,获得10
14秒前
molihuakai应助wzh采纳,获得10
15秒前
唧鸡复鸡唧关注了科研通微信公众号
16秒前
18秒前
18秒前
虚幻的海白完成签到,获得积分10
18秒前
愤怒的嚣发布了新的文献求助10
18秒前
19秒前
葛子靖发布了新的文献求助10
19秒前
情怀应助lzy采纳,获得10
19秒前
YZQ完成签到,获得积分10
21秒前
dgqz发布了新的文献求助30
21秒前
JofferyChan发布了新的文献求助100
24秒前
he完成签到,获得积分10
24秒前
南湖秋水发布了新的文献求助10
25秒前
顾矜应助xueshu666采纳,获得30
25秒前
悟空完成签到,获得积分10
25秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Quality by Design - An Indispensable Approach to Accelerate Biopharmaceutical Product Development 800
Pulse width control of a 3-phase inverter with non sinusoidal phase voltages 777
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Research Methods for Applied Linguistics: A Practical Guide 600
Research Methods for Applied Linguistics 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6403900
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8222932
关于积分的说明 17427862
捐赠科研通 5456380
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2883487
邀请新用户注册赠送积分活动 1859773
关于科研通互助平台的介绍 1701151