阿尔托大学 通过染料作用粘在一起的光活性棒状病毒束示意图(右上角)
学分:阿尔托大学 最近发表在《高级材料》杂志上的一项研究表明，在可见光照射下，天然病毒可以被用作固定光敏分子的支架，从而潜在地氧化废水中存在的有机污染物 阿尔托大学的一个研究小组开发了一种新的策略来创造基于病毒的催化材料
该项目是在地平线2020玛丽·斯考多夫斯卡-居里行动的框架内进行的，旨在为光学活性生物杂化材料——生物分子和合成部分的组合——在从纳米医学到绿色有机合成或环境科学的主题中的应用铺平道路
“我们的第一个挑战是选择合适的光敏剂，”阿尔托大学博士后研究员爱德华多·安纳亚说，“我们决定使用酞菁，一种血卟啉(负责血液颜色的染料)的合成衍生物，因为它们作为活性氧发生剂的优异性能
然而，这种染料在水性介质中的使用带来了一些影响其性能的挑战
因此，必须精心设计以保持它们的特性
与马德里自治大学托马斯·托雷斯教授的研究小组合作，合成了一种新的酞菁衍生物，这种分子在不同离子强度的介质中具有弹性
该设计确保了染料即使在含水环境中的光活性
“我们研究小组的重点之一在于设计新的蛋白质组装体，以及它们作为新材料的潜在应用，”生物杂交材料小组组长毛里·科斯泰宁教授补充道
“我们的方法是基于超分子相互作用，如静电结合，因此，在这个项目中，我们决定将带正电荷的染料与带负电荷的烟草花叶病毒(一种300纳米长的棒状病毒)结合，产生光活性纤维材料
科斯泰宁说:“这种方法产生了高度有序的细丝，在阿尔托的纳米显微镜中心通过x光散射和几种显微镜技术对细丝进行了彻底的表征。”
除了结构特征之外，安纳亚指出，最关键的特征是，尽管染料被固定在纤维中，但仍然保持活性
我们可以将反应位置固定在固体支持物上，让我们想要反应的溶液通过它，因为可见光是我们让它发生的唯一“燃料”
这使我们能够建立一个连续的流动装置，使氧化过程按比例扩大，”他总结说
研究小组设计了一种概念验证装置，将纤维固定在玻璃毛细管内；进入的气流在几个循环中被氧化
对纤维的弹性进行了评估，结论是它们的结构稳定性和光活性随着时间的推移保持不变
一个额外的优点是，一旦氧化过程完成，光脉冲可以分解纤维，使它们易于处理
所报道的方法代表了在连续流动反应中使用生物混合物的第一步，这代表了这类工业过程的环境友好方法
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