最近发表在《先进材料》上的一项研究表明，在可见光照射下，天然病毒可以作为固定光活性分子的支架，从而潜在地氧化废水中的有机污染物。

阿尔托大学的一个研究小组开发了一种新策略来制造基于病毒的催化材料。该项目基于Horizon n 2020 Marie Skodowska-Curie行动，旨在为光学活性生物混合材料(生物分子和合成部分的组合)的应用铺平道路，从纳米医学到绿色有机合成或环境科学。

“我们的第一个挑战是选择正确的光敏剂，”阿尔托大学的博士后研究员爱德华多安纳亚说。“我们决定使用酞菁，这是血卟啉(一种决定血液颜色的染料)的合成衍生物，因为它们具有突出的特性。然而，这种染料在水性介质中的使用会带来一些影响其性能的挑战，因此需要精心设计以保持其性能。

与马德里自治大学Thomas Torres教授的研究团队合作，合成了一种新的酞菁衍生物，从而在不同离子强度的介质中产生弹性分子。这种设计确保了染料的光活性，即使在水性环境中。

“我们研究小组的重点之一是设计新的蛋白质组件及其作为新材料的潜在应用，”生物杂交材料小组负责人Mauri Kostiainen教授补充说。“我们的方法基于超分子相互作用，如静电结合。因此，在这个项目中，我们决定将带正电荷的染料与带负电荷的烟草花叶病毒(300 nm长的杆状病毒)结合起来，产生光活性纤维材料。

这种方法产生了高度有序的细丝，阿尔托纳米显微镜中心的X射线散射和几种显微镜技术彻底表征了这种细丝，”Kostiainen说。

除了结构表征，Anaya指出，最重要的特征是染料即使固定在纤维中也能保持活性。我们可以将反应位置固定在固体支持物上，并让我们想要反应的溶液穿过它，可见光是我们用来发生反应的唯一“燃料”。“这使我们能够创建一个连续的过程设置，以扩大氧化过程，”他总结道。

研究小组设计了一种概念验证设备，将纤维固定在玻璃毛细管中。进入的气流在几个循环中被氧化。评价了纤维的弹性，并得出结论，它们的结构稳定性和光活性随时间保持不变。另一个优点是，一旦氧化过程完成，光脉冲可以分解光纤，使它们易于处理。报道的方法是在连续流动反应中使用生物杂交的第一步，其代表了该工业过程的环境友好的方法。