武汉理工大学材料学院麦立强

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武汉理工大学麦立强&徐林Chem综述：纳米线–生物界面进展：从能量转换到电生理学

纳米–生物界面（nano–bio interface）可以看作是连接无机世界和生命世界的桥梁，研究无机纳米材料与生物体在微纳尺度的能量转换与信息传递，在人工光合作用、微生物燃料电池、纳米生物电子学等领域具有广泛的应用。最近，武汉理工大学的麦立强教授（通讯作者）团队在Cell子刊Chem应邀发表了题为“Recent Advances in Nanowire–Biosystem Interface: From Chemical Conversion, Energy Production to Electrophysiology”的综述文章。武汉理工大学徐林教授和美国哈佛大学博士后赵云龙为论文共同第一作者。该综述主要从纳米线–生物界面的构筑、纳米–细菌人工光合作用将CO2转化成化学能源、微生物燃料电池、纳米线生物传感器等几个方面讨论了纳米–生物界面的设计原理与应用，最后作出了对纳米–生物界面未来发展的展望。

本文主要综述了纳米线–生物界面的设计构筑以及在人工光合作用、微生物燃料电池、纳米生物电子学等三个领域的应用及优势。针对纳米线–生物界面目前存在的问题和挑战，我们可以从以下几个方面考虑进一步优化：（1）人工光合作用纳米生物复合系统目前的瓶颈在于单位体积的生产力及生产速率，为了解决这一难题，可以通过优化纳米–生物界面来增大纳米–生物界面的有效接触面积。（2）微生物燃料电池是一种很有前景的绿色能源，但目前能量密度和功率密度还比较低。设计构筑具有高电导率的纳米线网络、进一步增强细菌和纳米线电极之间的接触有利于提高电子在纳米–生物界面的传输效率。（3）纳米线场效应晶体管能成功实现高时空分辨率的生物信号的检测，将纳米器件加工的“自下而上”和“自上而下”的优势结合起来，组装大面积的纳米线场效应晶体管阵列生物传感器，将会对复杂生物信号的高灵敏度、高分辨率探测具有重要意义。

文献信息：Lin Xu, Yunlong Zhao, Kwadwo Asare Owusu, Zechao Zhuang, Qin Liu, Zhaoyang Wang, Zhaohuai Li, Liqiang Mai*, Recent Advances in Nanowire–Biosystem Interface: From Chemical Conversion, Energy Production to Electrophysiology, Chem, 2018, DOI: 10.1016/j.chempr.2018.04.004.

文献连接：https://www.cell.com/chem/fulltext/S2451-9294(18)30172-4