人民網北京2月27日電 （記者趙竹青）記者從中國科學院獲悉，中國科學院金屬研究所沈陽材料科學國家研究中心劉崗研究團隊與國內外多個研究團隊合作，通過液態金屬新技術，構建出一種形神兼備的新型仿生人工光合成膜，具有類似樹葉的功能，可將太陽能轉化為化學能。該成果近日發表在《自然·通訊》上。

記者了解到，太陽能光催化分解水綠氫制備技術屬于前沿和顛覆性低碳技術，其走向應用的關鍵是構建高效、穩定且低成本的太陽能驅動半導體光催化材料薄膜（即人工光合成膜，亦稱為人工樹葉）。目前常用的薄膜制備技術因制備環境苛刻或成膜質量差，難以滿足太陽能光催化分解水制氫的實際應用需求。

自然界的植物光合作用可實現太陽能到化學能的轉化，而植物葉子中起光合作用的光系統II和I是以鑲嵌形式存在于葉綠體的類囊體膜中，這一特征是自然光合作用能有效運行的重要結構基礎。受此啟發，劉崗團隊及合作者共同發展出一種將半導體顆粒嵌入液態金屬實現規模化成膜的新技術，并構建出液態金屬包裹的新型仿生人工光合成膜。

據悉，研究人員利用熔融的低溫液態金屬作為導電集流體和粘結劑在選定基體上規模化成膜，結合輥壓技術進行半導體顆粒的嵌入集成，實現了半導體顆粒的規模化植入。半導體顆粒鑲嵌在液態金屬導電集流體薄膜中形成了三維立體的強接觸界面，其結構猶如“鵝卵石路面”，使得其不僅具有優異的結構穩定性還具有十分突出的光生電荷收集能力。

以半導體材料釩酸鉍為例，嵌入式釩酸鉍顆粒的光電極活性相比傳統的非嵌入式釩酸鉍光電極高出2倍，且長時連續工作120小時幾乎無活性衰減。光電極從1平方厘米放大至64平方厘米后，單位面積的光電流密度仍可保持約70%，遠優于目前報道大面積釩酸鉍光電極的活性保持率。此外，該技術還具有普適性好和原材料易回收等優勢。

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