随着全球能源危机和环境问题的日益严峻，清洁能源已成为推动人类社会可持续发展的重要动力。在众多清洁能源中，太阳能以其无穷无尽、清洁无污染的特点，成为了全球科研人员关注的热点。　　深圳先进院合成生物学研究所研究员钟超团队与上海科技大学物质科学与技术学院研究员马贵军团队提出了一种新型的半人工Z-scheme光合作用涂层，以模拟自然过程并提高光能转换效率，并依托工程化大肠杆菌生物被膜，成功开发了共形贴附导电生物被膜。该涂层通过模拟自然光合作用，实现了可见光驱动下的全解水，为清洁能源的利用开辟了新的途径。　　研究人员首先通过滴涂法，将具有可见光吸收特性和高光催化活性的两种催化剂涂覆于玻璃上，制备了光催化剂混合物涂层；随后通过培养“细菌种子”，在涂层表面进行大肠杆菌生物被膜的原位生长；由于细菌本身不具备导电性，需要再利用原位聚合的方式制备导电生物被膜，通过化学修饰使其获得导电能力。　　此外，这一涂层在不同压力下表现出了卓越耐受性。即便在常压条件下，其催化效率也能保持稳定，有效避免了金属导电材料在逆反应中常见的催化效率下降的问题。研究结果表明，该涂层在连续运行100小时后，催化效率未见衰减，且材料结构保持完好，显示出了优异的长期稳定性。　　更有意思的是，按照这种方案制备的半人工Z-scheme杂化涂层不仅能够被轻松揭起形成独立的自支撑膜，而且还展现出了较强的机械稳定性。　　研究团队介绍，半人工Z-scheme杂化涂层中尚存在部分难以降解循环的合成无机材料，在处理小型电子器件等低收益废弃物时，长期直接填埋可能会对生态环境造成持续压力。未来，团队将致力于研发全生物降解体系，并计划进一步利用太阳光驱动的化学反应，开发在产氢、固氮或固碳等环境可持续的应用功能。　　相关研究成果Conformal and conductive biofilm-bridged artificial Z-scheme system for visible light-driven overall watersplitting于近日发表在Science Advances(《科学进展》)上。