【資料圖】

近日，南昌大學化學化工學院特聘教授熊威聯(lián)合浙江大學化學系唐睿康教授在《國家科學評論》上發(fā)表文章，首次提出了“Microalgae-Material?Hybrid”(MMH)的概念，系統(tǒng)梳理了微藻—材料復合體的構(gòu)建方法以及其在能源和健康領域的應用，闡釋了微藻-材料復合的化學機制。此外，文章還分析了微藻材料復合體的當前問題和未來挑戰(zhàn)，并對微藻—材料復合體助力碳中和的前景進行了展望。

微藻是地球上古老而又廣泛存在的光合作用生物，同時也是地球上光合作用效率最高的生物，其光合作用效率是陸生植物的10到50倍。據(jù)估算，微藻每年可固定二氧化碳約900億噸，年固碳量占全球凈光合固碳的40%以上。

隨著全球變暖的加劇和我國“雙碳”計劃的提出，微藻的作用日益重要。但是受制于微藻自身的特性，微藻光合作用能量轉(zhuǎn)化尚無法實現(xiàn)大規(guī)模應用。在自然界中，生命體可以通過生物礦化為自身形成有機—無機復合材料以實現(xiàn)功能的進化并增強環(huán)境適應性。受到生物礦化現(xiàn)象的啟發(fā)，科學家們嘗試通過材料與微藻的結(jié)合，賦予微藻新的功能，以實現(xiàn)對微藻光合作用能量的利用。相比于傳統(tǒng)的基因工程改造，這種基于材料的微藻功能化改造，操作更加簡便，成本更加低廉。未來，微藻—材料復合技術在清潔能源、環(huán)境保護和生命健康等領域的應用將有助于實現(xiàn)碳中和。

據(jù)了解，微藻-材料復合體的研究已經(jīng)進行了十多年，其目的是在能源、環(huán)境和醫(yī)學等領域的應用中增強復合體的生物功能。微藻與材料的復合已經(jīng)在二氧化碳固定、氫氣生產(chǎn)、生物電化學能量轉(zhuǎn)換和生物醫(yī)學治療等方面取得了重要進展。這些研究強調(diào)了材料對微藻的改造作用，凸顯了材料在生物進化中的重要意義，為材料在生物學中的應用提供了創(chuàng)新的思路。微藻—材料復合技術是一種利用材料技術實現(xiàn)人工生物進化的策略。隨著技術的進步和應用的開發(fā)，微藻-材料復合體將會在實現(xiàn)碳中和的進程中發(fā)揮更大的作用。此外，這一研究領域還有望催生一門新的學科，即材料生物學。

(南昌大學供圖)