香港科技大學（科大）開發了一種全新的「超級」光還原劑，為光催化有機合成領域帶來重要進展。研究成果已刊於《自然 － 通訊》。

論文：

• https://www.nature.com/articles/s41467-025-60659-8

研究背景

量子點材料（Quantum dots）在捕獲光能並轉換為化學能的光催化領域具有巨大潛力，但科學界對量子點材料的光物理學了解有限，因此它們在光催化有機合成的應用上遠遠落後於小分子光敏劑。科學界過去已發現，透過量子限域效應產生的熱電子可以顯著提升光還原效率。然而，如何在溫和條件下高效產生熱電子，一直以來都是一大難題。

研究成果

科大理學院化學系助理教授呂海鵬博士領導的研究團隊，採用可見光吸收半導體納米晶體，成功開發出一種新型光催化系統。團隊利用錳掺雜的 CdS/ZnS 量子點，透過自旋交換俄歇過程，成功高效地產生熱電子。

透過新系統產出的熱電子，在多種有機反應中表現出色，包括 Birch 還原反應以及 C-Cl、C-Br、C-O、C-C、N-S 鍵的還原斷裂。該系統甚至能催化還原電位低至 −3.4 V（相對於飽和甘汞電極）的底物。

團隊採用了雙光子激發策略，僅需以往分子或量子點體系的 1% 可見光輻照功率，就能產生一種「超級」光還原劑。

過往研究與本研究中的雙光子光催化策略之對比

此外，團隊還能透過調節光的強度，來控制何時開始和停止生產熱電子，從而實現可編程的交叉偶聯級聯反應。

論文通訊作者呂海鵬博士（左）和論文第一作者操沁璇（右）

來源：香港科技大學

如欲知道更多教科相關消息，請留意京港 Facebook 專頁：https://www.facebook.com/BHKAEC