近日，biwn必赢马玉臣教授课题组在光合作用体系激发态能量传递理论研究方面取得重要进展。相关工作以“A new energy transfer channel from carotenoids to chlorophylls in purple bacteria”为题，于2017年7月10日发表在国际权威学术期刊Nature  Communications上。

作为光合作用中最重要的两种吸光物质，类胡萝卜素和叶绿素一直受到广泛研究。但是，类胡萝卜素的激发态性质及其向叶绿素进行能量传递的激发态动力学还存在很多争议。近期的热点集中于，在现有模型下是否还有新态参与了类胡萝卜自身的能量弛豫以及向叶绿素的能量传递，这个态的实质是什么。由于体系的复杂性和对于计算精度的高要求，该方面的理论研究面临巨大挑战。针对上述问题，2015级博士生冯瑾在马玉臣教授的指导下，利用自己发展的基于多体格林函数理论的激发态动力学和能量传递的方法与程序，发现了类胡萝卜素分子中一个新的具有A_g⁺对称性的暗态。该暗态对于调控类胡萝卜素第一吸收峰的衰变以及类胡萝卜素向叶绿素的能量传递起着重要的作用。基于这个新态模拟的紫细菌二维电子光谱也与实验高度吻合。同时，这项工作弥补了以前理论研究在光合作用体系能量传递效率上的缺陷和不足，更好地解释了实验现象。

激发态动力学研究是生物和材料体系中的重要课题，越来越多的科学工作者开始从事激发态的第一性原理计算。多体格林函数理论在激发态研究上具有其他第一性原理方法无可比拟的优势。近几年，马玉臣教授课题组致力于多体格林函数理论计算方法和程序的发展，及对多种体系激发态和光学性质的研究。该项研究成果是继Physical Review Letters 111，137410（2013）和Physical Review Letters 112，228301（2014）之后的又一突破。

（文：冯瑾）