用于将碳纳米管和氧清除纳米颗粒自发地结合和组装到叶绿体中

单独的叶绿体仅从太阳光谱的可见部分吸收光，允许仅接近约50%的入射太阳能辐射，并且不到10%的全日照饱和光合设备的容量。据信这种纳米生物方法增加了用于制造能量的太阳光谱的宽度，并且预期有助于开发具有增强的光合活性和改善的氧化降解稳定性的仿生材料。

已经开发出一种新的纳米生物方法，其赋予植物叶子和提取的植物叶绿体更高的光合作用活性，叶绿体是将捕获的二氧化碳转化为太阳能的生物细胞器。虽然叶绿体具有光合作用所需的所有生化机制，但对如何设计从植物中提取的叶绿体以获得长期稳定的太阳能利用知之甚少。现在，麻省理工学院的研究人员发现，涂有DNA和壳聚糖(一种来自虾和其他甲壳类动物壳的生物分子)的高电荷单壁碳纳米管(CNT)能够自发地渗透到叶绿体中。

将CNT掺入从植物中提取的叶绿体中，与对照相比，使得choloroplast的光合活性提高了49%。当这些纳米复合材料掺入活植物的叶绿体中时，与光合作用相关的电子流增强了30%。

这些结果与半导体碳纳米管能够将植物材料的光捕获扩展到太阳光谱的其他部分(例如绿色，近红外和紫外线)的想法一致。使用提取的叶绿体用于太阳能应用的另一个主要限制是它们由于光和氧诱导的光合蛋白损害而容易分解。当有效的氧自由基清除剂如氧化铈纳米颗粒(纳米纤维素)与高度带电的聚合物(聚丙烯酸)结合并使用LEEP工艺掺入提取的叶绿体中时，超氧化物和其他活性氧物质对叶绿体的损害显着降低。

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