中国科学院大連化学物理研究所のCan Li氏率いる研究チームは、生物模倣ナノリアクターが自然細胞の化学反応制御戦略を模倣し、可視光下で過水素水の生産効率1.2%を達成した。ポリドーパミン殻内の動的カテコール/オ-ベンゾキノンレドックス対はプロトン移動を加速し、空洞ナノ構造内の区画化構造は反応物濃度と質量拡散を支援する。

このナノリアクターは、ポリドーパミン殻内のレドックス対と空洞ナノ構造内の区画化構造を組み合わせることで、可視光下で3.24 mmol gcat.-1 h-1の過水素水光合成速度と1.2%の太陽-化学変換効率を達成した。これは自然光合成の効率を模倣する方法として注目されている。

研究では、ナノリアクターの機能性をin situ分光法、光化学測定、有限要素シミュレーション、理論計算を用いて解析した。さらに、ナノリアクターを環境に優しいナトリウムアルギネート水凍凝ゲルにカプセル化し、自然太陽光下で安定した過水素水合成を可能にする固体再利用可能な光触媒を作製した。