太阳光驱动的光催化技术作为解决全球能源危机和环境污染的一项有潜力的技术而得到了广泛的研究，但是其应用却受制于光催化反应的效率，其中的重大理论挑战为如何实现高效的光生电荷分离。针对该挑战，我校张静教授课题组仿习自然光合作用的微观原理，通过原创的“结”体系，为光生电荷打造了类光合作用系统的逐级传递通道，数量级地提升了光催化反应效率，为调控、突破光生电荷分离效率及光催化效率提供了新的思路，并在不同领域具有广泛的应用前景。相关工作分别发表在ACS Catalysis, Chemical Communication（封面文章）, Journal of Materials Chemistry A（封底文章）, Applied Catalysis B: Environmental, ChemCatChem等知名期刊，并先后被RSC英国皇家化学会、Advanced Science News和“研之成理”平台推送报道。
1、“阶梯传递显神通，光电空穴难相拥（劝和不劝分，对光催化真的好吗？）”——RSC英国皇家化学会报道了张静教授课题组有关“异相-同相连续结”的研究成果(Chem. Commun., 2020, 56(2): 197-200)


图1传统的“直接迁移”与类光合作用系统的“逐级迁移”方式对比
与传统光催化剂的传导方式（图1a）大相径庭，人造类光合作用系统的逐级电子传递通道（图1b）大大减少了光生电荷的分离效率，让更多的光生电荷参与化学反应。效法自然不啻为打破人工光催化性能天花板的一剂良方。
2、“同一半导体间也能构建“结”型电场？微小能级差亦能分离光生电荷？”——“研之成理”平台报道了张静教授课题组有关“同相结”的研究成果(ACS Catal., 2019, 9(4): 3242-3252)

图2“同相结”原理
张静教授课题组为打造类光合作用系统的逐级电子传递通道，探究了光生电荷驱动力的极限最低值，首次设计并构建了“同相结”，不仅对设计与调控光催化材料具有重要的参考价值，而且使得“同相结”策略成为光催化领域一个崭新的、极具潜力的研究方向。
3、“异相结与多级孔珠璧交辉，氧化铋光催化性能起飞”——Advanced Science News报道了张静教授课题组有关多级孔结构增强“异相结”光催化效率的研究成果(ChemCatChem, DOI:10.1002/cctc.201901808)

图3“异相结”与多级孔结构的有机结合
该工作通过将“异相结”与多级孔结构有机结合，利用多级孔结构充分暴露了光催化材料的“异相结”位点，进而极大地促进了光生电荷分离效率，数量级的提升了光催化性能。（科研处）