细胞也能“用光造物”?太阳能驱动生物制造获新突破

如果能够跳过“光合生物中转站”,让工业微生物直接利用太阳能合成化学品,太阳能向生物制造体系的转化效率和产物多样性将实现大幅提升。如何让微生物真正“用光造物”,正成为合成生物学与能源科学交叉领域的重要前沿方向之一。3月10日,中国科学院深圳先进技术研究院研究员高翔团队联合南京大学教授王元元团队、上海交通大学教授杨琛团队,在《自然—可持续发展》上发表最新研究成果。团队成功构建出一种人工光合工程细胞,使非光合工业微生物能够直接利用太阳能,驱动废弃碳源向高附加值化学品高效转化,为非粮碳源生物制造和绿色低碳产业转型提供了新的技术路径。让工业微生物“直接用光”光是地球生命最初的能量来源。此前有研究表明,植物和藻类等光合生物虽能通过光合作用转化太阳能,但光能利用率通常不足1%;而工业常用的大肠杆菌、酵母等微生物无法直接利用光能,只能依赖光合生物合成的糖等,整体光能利用效率通常低于0.05%。在“太阳能—光合生物—糖—微生物—产品”的传统路径中......阅读全文

李灿:发展人工光合成产业是“一石三鸟”之举

自然界的光合作用给了我们启发。光合作用的本质是能量固定的过程。以人工方法实现光合作用的研究持续了很多年,有光催化、电催化、热催化、酶催化等技术路线。这些研究正朝着不断提高人工光合作用的效率、实现规模化生产的方向前进。党的二十大报告指出,推动经济社会发展绿色化、低碳化是实现高质量发展的关键环节。实现绿

中科院院士李灿:发展人工光合成产业是“一石三鸟”之举

自然界的光合作用给了我们启发。光合作用的本质是能量固定的过程。以人工方法实现光合作用的研究持续了很多年,有光催化、电催化、热催化、酶催化等技术路线。这些研究正朝着不断提高人工光合作用的效率、实现规模化生产的方向前进。  党的二十大报告指出,推动经济社会发展绿色化、低碳化是实现高质量发展的关键环节。 

《科学》:MIT成功模拟光合作用

产生新能源可代替石油 据国外媒体报道,美国麻省理工大学(MIT)的科学家日前在实验室内再现了光合作用的过程,在整个过程中光合作用将水分解成氢和氧,并产生了可供燃烧的氢气和氧气。该实验的意义在于光合作用产生的能量能够被人类利用,这种技术将引发一场太阳能使用革命,并补偿煤炭,石油等不可再生资源的损耗。

南大耗资200万元-设立亚洲首个太阳能燃料实验室

  南洋理工大学耗资200万元设立亚洲第一个太阳能燃料实验室,并邀请到世界顶尖科学家参与这个计划,希望把我国打造为国际研发太阳能燃料的先驱。  目前一般研发太阳能都是局限在利用太阳能板直接把太阳能转化为电能。这类太阳能电池的实用性有限,只适用于家电,即使用在汽车也相当勉强。  太阳能燃料实

我国学者在矿物转化太阳能光电效应领域取得重要进展

  在国家自然科学基金项目(批准号:41230103,41522201)等资助下,北京大学地球与空间科学学院鲁安怀、李艳和丁竑瑞以及物理学院刘开辉与美国Virginia Tech大学Michael F. Hochella Jr.等合作,在矿物转化太阳能光电效应领域取得重要进展。相关研究成果以“Pho

太阳能新模式!无机矿物转化太阳能系统,

  《美国科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America,PNAS)在线发表了北京大学地球与空间科学学院鲁安怀、李艳和丁竑瑞以及物理学院刘开辉与美国Virginia Tech

我国空间站成功开展“人工”光合作用试验

  近日,在中国空间站梦天实验舱航天基础试验机柜其中一个“太空抽屉”里,开展了地外人工光合作用技术试验,成功实现了高效二氧化碳转换和氧气再生新技术的国际首次在轨验证,有望为我国未来载人深空探测重大任务奠定技术基础。  什么是地外人工光合作用?  科学家发现半导体催化剂在光照射下可实现水的分解和二氧化

科学家发现媲美自然光合作用的单核锰催化剂

将清洁的太阳能转化为可储存、可运输的燃料,是当今科学界“圣杯”式的难题。科学家曾提出“液态阳光”(即“太阳燃料”)的构想,以应对未来化石燃料枯竭的能源需求和气候变化。10月16日《自然—催化》发表的一篇论文显示,中科院大连化学物理所研究员、中科院院士李灿团队发现了一种可与自然光合作用催化剂活性相媲美

我国科学家基于液态金属构建“人工树叶”取得新进展

  近日,中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心刘岗研究员团队与国内外多个研究团队合作,研制出将半导体颗粒嵌入液态金属实现规模化成膜的新技术,并构建出新型仿生人工光合成膜,其具有类似树叶的功能,在太阳能的驱动下可实现水的分解获取氢气。2月23日,该研究成果发表在《自然-通讯》上。  太阳能光催

我国科学家领衔研发液态金属成膜新技术

  自然界的植物光合作用可实现太阳能到化学能的转化,如何模仿这一过程来实现太阳能的转化利用和产业化,长期以来备受关注。  记者2月26日从中国科学院金属研究所获悉,该所沈阳材料科学国家研究中心刘岗研究团队与中外多个团队合作,最新研发出将半导体颗粒嵌入液态金属实现规模化成膜的新技术,并以此为基础成功构

大连化物所等在人工光合成太阳燃料研究方面取得新进展

  近日,中国科学院院士、中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室及太阳能研究部研究员李灿与福州大学化学学院教授王绪绪课题组合作发展了一种固态Z-机制复合光催化剂,在可见光下将H2O和CO2高效转化为甲烷(天然气),实现了太阳能人工光合成燃料过程,研究论文以Visible-Light dr

美研发出首个全集成人工光合作用纳米系统

  据物理学家组织网5月17日(北京时间)报道,就在媒体大肆喧嚣大气中二氧化碳含量已达到300万年来最高值的当下,美国能源部(DOE)劳伦斯伯克利国家实验室的科学家们在最新一期《纳米快报》上报告说,他们在开发碳中和可再生能源技术——首个全集成人工光合作用纳米系统上取得了重要进展。   主持该项研究

美合成“人造森林”纳米系统

  就在媒体大肆喧嚣大气中二氧化碳含量已达到300万年来最高值的当下,美国能源部(DOE)劳伦斯伯克利国家实验室的科学家们在最新一期《纳米快报》上报告说,他们在开发碳中和可再生能源技术——首个全集成人工光合作用纳米系统上取得了重要进展。   主持该项研究的伯克利实验室材料科学部化学家杨培栋(音译)

关于生物发酵工程的基本信息介绍

  生物发酵工程是生物工程的一个重要组成部分,微生物利用碳水化合物发酵生产各种工业溶剂和化工原料。乙醇、丙酮-丁醇、丁醇-异丙醇、丙酮-乙醇、2,3-丁二醇和甘油发酵是微生物进行溶剂发酵的几种形式。  所谓生物工程,一般认为是以生物学(特别是其中的微生物学、遗传学、生物化学和细胞学)的理论和技术为基

便携式光合测定仪分析影响光合作用的因素

  在作物日常管理中,我们经常会听种植户们提到“增强光合作用”的说法。那什么是光合作用,有什么好处,又该如何增强光合作用呢?光合作用通常是指绿色植物(包括藻类)吸收光能,把二氧化碳(CO2)和水(H2O)合成富能有机物,同时释放氧的过程。而在现代农业中,通常会使用便携式光合测定仪来测定光合作用相关指

光合作用仪研究温室黄瓜夏季的蒸腾光合作用

温室是一个半封闭的系统。作物通过蒸腾作用与温室环境因子互相影响,在这个过程中,温室内作物形成 了独特的蒸腾规律。外界的太阳辐射使得温室升温,空气相对湿度减少,同时温室内作物的蒸腾作用,使作物从根部吸收的液态水在叶表面吸收热量后成为汽态水, 以水蒸气的形式散发到空气中,将太阳辐射产生的显热转变为潜热,

光合作用测定仪测定哪些植物光合作用指标

植物的生长离不开光合作用,光合作用为植物生长提供来了所需的能量物质,而在植物生理研究过程中通过光合作用测定仪检测各项因素计算光合作用的各校指标以此来研究植物的生理特性,为植物生产提供高质量的服务。光合作用是植物生长的重要生理过程,植物的光合作用指的是绿色植物在光的照射下,经过一些列的反应将水和二氧化

植物光合作用测定仪分析植物光合与光谱的关系

植物对光谱的敏感性与人眼不同。人眼最敏感的光谱为555nm,介于黄-绿光。对蓝光区与红光区敏感性较差。植物则不然,对于红光光谱最为敏感,对绿光较不敏感,但是敏感性的差异不似人眼如此悬殊。植物对光谱最大的敏感地区为 400~700nm。此区段光谱通常称为光合作用有效能量区域。阳光的能量约有45%位于此

光合作用检测仪如何测定植物光合作用?

研究植物的光合作用效果,需要对光合速率、光和效率以及光能利用率进行测定。光合速率指植物叶面积吸收二氧化碳的速率,光合效率指通过光合作用制造的有机物所含能量与吸收光能的比值,光能利用率指通过植物光合作用积累有机物所含能量占日光能量的比率。绿色植物通过光合作用可自身合成有机物,进行能量的转换,光合作用是

便携式光合仪的操作流程

  便携式光合仪(光合作用测定仪)分析光合作用的重要意义光合作用为包括人类在内的几乎所有生物的生存提供了物质来源和能量来源。因此,光合作用对于人类和整个生物界都具有非常重要的意义。光合作用的意义可以概括为以下几个方面:  1.制造有机物。绿色植物通过光合作用制造有机物的数量是非常巨大的。据估计,地球

首次观察到光合作用中能量转化的量子机制

  据美国每日科学网站近日报道,英国科学家首次在室温下观察到光合作用中能量转化的量子机制——相干作用(一种状态相互叠加的量子效应),并证明,正是这一量子机制使光合作用能很好地面对环境干扰。出版在《科学》杂志的最新研究有助于科学家们研制出新一代转化效率更高的太阳能电池。   提高太阳光的有效转化率是

科学家发现将阳光转化为燃料的新方法

  瑞士巴塞尔大学研究团队受植物光合作用启发,开发出一种新型分子:在光照作用下可同时存储两个正电荷与两个负电荷。该研究旨在将太阳能转化为碳中和燃料。  植物利用阳光能量将二氧化碳转化为高能糖分子,这一过程称为光合作用,是几乎所有生命的基础。动物和人类可再次“燃烧”由此产生的碳水化合物,利用其中储存的

科学家发现将阳光转化为燃料的新方法

瑞士巴塞尔大学研究团队受植物光合作用启发,开发出一种新型分子:在光照作用下可同时存储两个正电荷与两个负电荷。该研究旨在将太阳能转化为碳中和燃料。植物利用阳光能量将二氧化碳转化为高能糖分子,这一过程称为光合作用,是几乎所有生命的基础。动物和人类可再次“燃烧”由此产生的碳水化合物,利用其中储存的能量。该

大连化物所-单核锰催化剂水氧化活性媲美自然光合作用

近日,中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室、太阳能研究部中科院院士李灿和博士管景奇等人发现由氮化石墨烯做基体稳定的单核锰活性中心化学水氧化活性转化频率高达200s-1以上,可与自然光合作用体系PSII多核锰(CaMn4O5)反应中心的水氧化活性相媲美,并提出单核锰反应中心上水氧化反应机

我国首个自主研发薄膜太阳能大棚发电系统投入使用

  透明玻璃做成的农业大棚,不仅可以种菜、而且可以发电,还冬暖夏凉……这样“神奇”的农业大棚在中国蔬菜之乡——山东寿光县已成为现实。日前, 由保定天威薄膜光伏有限公司研发检测中心自主研发、具有我国完全自主知识产权的首个占地1亩的高效农业生态园—— 17千瓦薄膜太阳能温室大棚在山东寿光县正式建成并投入

选择光合仪注意哪几点?

  1、稳定性  2、环境因子的精确控制能力(光、温、水、气)  3、便携性  4、高水平文献引用情况  5、测得数据的可靠性  6、售后服务水平

光合作用的概念

光合作用,通常是指绿色植物(包括藻类)吸收光能,把二氧化碳和水合成富能有机物,同时释放氧气的过程。其主要包括光反应、暗反应两个阶段,涉及光吸收、电子传递、光合磷酸化、碳同化等重要反应步骤,对实现自然界的能量转换、维持大气的碳-氧平衡具有重要意义。

光合速率的外部影响因素

1. 光照(1)光强度对光合作用的影响光合作用是一个光生物化学反应,所以光合速率随着光照强庋的增减而增减。在黑暗时,光合作用停止,而呼吸作用不断释放CO2;随着光照增强,光合速率逐渐增强,逐渐接近呼吸速率,最后光合速率与呼吸速率达到动态平衡相等。同一叶子在同一时间内,光合过程中吸收的CO2与光呼吸和

光合作用生物介绍

C3类植物通过C3途径固定CO2的植物称为C3植物,它们行光合作用所得的淀粉会贮存在叶肉细胞中,因为这是卡尔文循环的场所。C3类植物属于高光呼吸植物类型,光合速率较低,其种类多,分布广,多生长于暖湿条件,如大多数树木、植物类粮食、烟草等。C4类植物通过C4途径固定CO2的植物称为C4植物,它们主要是

植物光合强度测定实验

实验方法原理根据叶中脉两侧结构及生理功能的相似性,可以先剪下半叶置于暗中,剩下的半叶待进行一定时间的光合作用后,有干物质积累,在隔断光合产物往外运输的情况下(即杀死韧皮部又不损伤木质部使水分等供应正常进行),再测定半叶的干重,二者之差为被测叶片在该时间内光合作用产物的积累量。实验材料棉花大豆试剂、试