仿生光合成系统中的介尺度结构和机制研究

项目名称： 仿生光合成系统中的介尺度结构和机制研究

项目编号： No.91434103

项目类型： 重大研究计划

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 闫学海

作者单位： 中国科学院过程工程研究所

项目金额： 80万元

中文摘要： 分层组装以简单小分子为起始基元，通过“自下而上”的逐级自组装实现复杂的结构和功能，是生物体中多尺度结构的重要形成方式。本项目拟采用仿生的分层组装策略制备具备光合成功能的微纳颗粒，研究它们的介尺度结构和机制，提高太阳能利用效率。在该光合成系统中，小尺度是起始分子，大尺度是组装形成的颗粒，介尺度现象为组装过程中预组装体的结构对光合成效率的影响。设计基于肽和卟啉的可分层组装基元，构建多样化的微纳颗粒；表征所得颗粒作为光合成系统的效率和稳定性；采用电子结构理论、分子动力学模型和蒙特卡罗方法，建立颗粒的介尺度结构模型和能量转换机制介尺度模型；获取介尺度结构与光能转换效率之间的关系，实现从起始分子调控光合成系统的效率。本项目的研究结果将为理解复杂自组装系统中的介尺度结构和机制提供实验和理论依据，并为其他微反应系统中介尺度结构与反应定向调控的研究提供有益探索。

中文关键词： 介尺度；肽；卟啉；分层组装；光合成

英文摘要： Hierarchical assembly, the "bottom-up" self-assembly of molecules and their pre-formed assemblies for complex structures and functions, is the main way to form the multi-scale structures in organisms. This project will establish photosynthesis systems bas

英文关键词： mesoscale；peptide；porphyrin；hierarchical self-assembly；photosynthesis