报告人：中国科学院深圳先进技术研究院王博研究员
报告题目：光催化与微生物细胞工厂结合的光能-化学能转化研究
报告地点：深圳大学沧海校区致腾楼（计算机软件大楼）223会议室
报告时间：2020年11月04日上午10:00~11:30
主持人：苏陈良教授
报告内容简介：
基于光催化材料的人工光合作用系统在产氢、二氧化碳还原和固氮领域逐渐暴露出催化反应特异性差，产物多样性低，材料制备成本高昂，反应条件苛刻，不具备大规模生产应用前景等等问题。尤其在光催化二氧化碳还原方面，多碳产物的研究一直是该领域难以克服的痛点。近年来将无机半导体光催化纳米材料与生物催化代谢相结合的半人工光合作用系统以生物细胞高度成熟的代谢通路为基础，结合纳米光敏材料，可实现高附加值多碳化学品、清洁能源等物质在光能驱动下高效、高特异性的转化。2017年，基于广泛研究和应用的微生物细胞工厂-大肠杆菌，我们构建了两套无机半导体纳米材料（CdS和AgInS2/In2S3）与微生物的杂化体系-即半人工光合作用系统，使得原本不具备光合作用能力的大肠杆菌在光能驱动下葡萄糖发酵产氢效率提升了40%[1]。研究发现光催化纳米材料-大肠杆菌杂化体系的量子效率远高于多数天然光合生物。2019年，我们又构建了基于硫化镉纳米材料与光合细菌-沼泽红假单胞菌的杂化体系[2-3]。该细菌的生物固碳、固氮效率在光催化纳米材料的辅助下得到不同程度的提升。在硫化镉表面光生电子的赋能下，由光能转化的细胞生物质总量提升了153%。此外，沼泽红假单胞菌生产的高附加值化学品（包括类胡萝卜素和聚羟基丁酸酯）产量提升22%和47%。该研究为构建光催化纳米材料-微生物细胞工厂杂化体系，用于高效、高特异性的光能-化学能转化提供了重要参考。
参考文献
[1] Bo Wang, Cuiping Zeng, Ka Him Chu, Dan Wu, Ho Yin Yip, Liqun Ye, Po Keung Wong. Adv. Energy Mater. 2017, 7, 1700611.
[2] Bo Wang, Kemeng Xiao, Zhifeng Jiang, Jianfang Wang, Jimmy Chai-mei Yu, Po Keung Wong. Energy Environ. Sci. 2019, 12, 2185-2191.
[3] Bo Wang, Zhifeng Jiang, Jimmy Chai-mei Yu, Jianfang Wang, Po Keung Wong. Nanoscale. 2019, 11, 9296-9301.
报告专家简介：
王博研究员，中国科学院深圳先进技术研究院合成生物学研究所，半人工光合细胞工厂实验室负责人。香港中文大学生物学博士（2014-2017；导师Po Keung Wong）、香港中文大学化学系博士后（2017-2019；导师Jimmy Chai-mei Yu）。研究成果发表在Energy Environ. Sci., Adv. Energy Mater., Nano Energy, Appl. Catal. B-Environ., Chem. Eng. J., Nanoscale, J. Mater. Chem. A, J. Hazard. Mater.等国际专业学术期刊。课题组主要研究方向为利用合成生物学、微生物学、材料化学和光催化等交叉学科手段，构建纳米材料与微生物细胞工厂协同工作的半人工光合系统，应用于低成本、高效、高特异性、光电驱动的（1）高附加值化学品和能源生产;（2）环境修复和光电化学能量转化。
