生活與化學：二氧化碳轉(zhuǎn)化為有用的原材料? 德國波鴻魯爾大學和澳大利亞新南威爾士大學的科學家采用了酶在多步反應(yīng)中產(chǎn)生復雜的分子的原理，將這種機制轉(zhuǎn)移到了金屬納米顆粒(也稱為納米酶)上，使二氧化碳轉(zhuǎn)化成化學工業(yè)上常用的原料乙醇和丙醇

該項研究成果是由波鴻電化學中心的沃爾夫?qū)な媛淌诤投乓了贡?埃森大學的科琳娜·安德羅涅斯庫教授領(lǐng)導的研究小組，以及賈斯汀·古丁教授和理查德·蒂利教授領(lǐng)導的研究小組共同完成，發(fā)表在2019年8月25日的《美國化學學會雜志》上。

二氧化碳轉(zhuǎn)化為有用的原材料? 沃爾夫?qū)な媛f：“將酶的級聯(lián)反應(yīng)轉(zhuǎn)移到具有催化活性的納米顆粒上可能是催化劑設(shè)計中的決定性步驟。”酶對于級聯(lián)反應(yīng)具有不同的活性中心，這些活性中心專門用于某些反應(yīng)步驟。例如，單一酶可以從相對簡單的起始原料生產(chǎn)復雜的產(chǎn)品。

為了模仿這個概念，研究人員合成了一種顆粒，該顆粒的銀核被多孔的銅層包圍。銀芯充當?shù)谝粋€活性中心，銅層充當?shù)诙€活性中心。然后，銀核上形成的中間產(chǎn)物在銅層中反應(yīng)形成更復雜的分子，最后脫離納米顆粒。

二氧化碳轉(zhuǎn)化為有用的原材料? 在發(fā)表的研究成果中，研究人員展示了在納米酶的幫助下，可以發(fā)生二氧化碳的電化學還原，在銀核和銅核上經(jīng)歷幾步反應(yīng)就可將起始原料轉(zhuǎn)化為乙醇或丙醇。雖然也有其它納米顆粒，它們不采用級聯(lián)反應(yīng)的原理也能將二氧化碳轉(zhuǎn)化成上述原材料，但是需要消耗較多能量。

現(xiàn)在，研究人員希望進一步發(fā)展納米顆粒中的級聯(lián)反應(yīng)，以便能夠選擇性的生產(chǎn)更有價值的產(chǎn)品(乙烯或丁醇)。