光催化系统通过向光弯曲来模仿向日葵

科学家们设计了一种光敏水凝胶，可以朝向光源。这种水凝胶模拟了植物的向光性，并被用于最大化光催化剂的能量收集能力。

趋光性使植物和其他生物能够适应不断变化的光照条件，并在一天中最大限度地收集能量。然而，人造光催化系统通常需要光源的直接照射。科学家实现人工向光性的例子很少，这种向光性不依赖外部控制，自动跟踪光的方向。

现在，比利时鲁汶大学的Feili Lai领导的团队Tinaxi刘近日，中国江南大学的一名研究人员设计了一种将人工向光性和光催化过氧化氢生产相结合的系统。该系统以向日葵为模型，包含两个多边形(N-isopropylacrylamide)的水凝胶。一种水凝胶对温度敏感，形成茎状结构。它还含有还原氧化石墨烯(rGO)来吸收光线。在茎的顶部放置着第二个水凝胶，它模仿了一个花头。它含有一种产生过氧化氢的光催化剂，由硫化镉和还原氧化石墨烯复合材料制成。

当光线照射在茎上时，它会弯曲并跟随光源。这使得花盘朝向光，以最大限度地吸收光，因此无论光的入射情况如何，它都能保持很高的光催化效率。

研究小组将他们的过氧化氢产率与没有趋光性的体系进行了比较，发现虽然光响应体系的产率保持不变，但随着入射角从0°增加到90°，对照的产率下降。