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 基因 电极 生物化学
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
刚刚
1秒前
fanbuxiiii完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
文根发布了新的文献求助10
1秒前
3秒前
3秒前
3秒前
啵啵举报噎鸣求助涉嫌违规
3秒前
落寞的绾绾完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
虚幻的若雁完成签到,获得积分10
4秒前
四叶草完成签到 ,获得积分10
5秒前
soda完成签到,获得积分20
5秒前
5秒前
陈林发布了新的文献求助10
6秒前
Jasper应助chengzi采纳,获得10
6秒前
Hello应助zhaolihua采纳,获得10
6秒前
沉默发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
许诺完成签到,获得积分10
7秒前
yan发布了新的文献求助10
8秒前
zhangsansan发布了新的文献求助10
8秒前
炎坤发布了新的文献求助10
8秒前
赘婿应助qing11采纳,获得10
8秒前
ybhxn发布了新的文献求助10
9秒前
邱燈发布了新的文献求助10
9秒前
不爱吃蘑菇的伊蕾娜完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
现实的水卉完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
12秒前
13秒前
未晚完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
共享精神应助花花采纳,获得10
14秒前
Huang发布了新的文献求助10
14秒前
沉默的听白完成签到,获得积分10
15秒前
zhangsansan完成签到,获得积分20
15秒前
高分求助中
Markov Chain Monte Carlo 10000
(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
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 5000
Pediatric Dermoscopy Trichoscopy & Onychoscopy 1000
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
Clinical effects of budesonide oxygen driving atomization on patients with chronic obstructive pulmonary disease at acute exacerbation phase 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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7567918
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9147914
关于积分的说明 19562756
捐赠科研通 7153983
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3262957
关于科研通互助平台的介绍 2429034
邀请新用户注册赠送积分活动 2253042