En un estudio liderado por Can Li del Instituto de Física Química de Dalian de la Academia China de Ciencias, un nanoreactor biomimético, imitando las estrategias de las células naturales para controlar las reacciones químicas, logró un rendimiento del 1,2% en la producción de peróxido de hidrógeno bajo luz visible. El par redox dinámico catecol/o-benzoquinona en la cáscara de polidopamina acelera la transferencia de protones, mientras que la estructura seccionada en la nanoestructura hueca apoya la riqueza de reactivos y la difusión de masa.
El nanoreactor, combinando el par redox en la cáscara de polidopamina y la estructura seccionada en la nanoestructura hueca para equilibrar las tasas de reacción de reducción de oxígeno y oxidación de agua, logró una tasa de fotosíntesis de peróxido de hidrógeno de 3,24 mmol gcat.-1 h-1 y un rendimiento de conversión solar-química del 1,2% bajo luz visible. Esto destaca como un método que imita la eficiencia de la fotosíntesis natural.
En el estudio, la funcionalidad del nanoreactor se investigó utilizando espectroscopia in situ, mediciones fotoquímicas, simulaciones de elementos finitos y cálculos teóricos. Además, el nanoreactor se encapsuló en un hidrogel de alginato de sodio ecológico, creando fotocatalizadores sólidos y reutilizables que permiten la síntesis estable de peróxido de hidrógeno bajo luz solar natural.