Green Carbon│第四卷第一期

 封面文章解读 

【合成生物学驱动可持续C1生物制造】

低碳非粮碳源微生物转化是指利用合成生物学等手段，将二氧化碳（CO₂）、甲烷（CH₄）、甲醇（CH₃OH）等一碳（C1）化合物转化为高价值化学品的过程。这一技术路径不仅能缓解传统生物制造对粮食基碳源的依赖，缓解“与民争粮”的困境，更是实现全球温室气体减排、塑料垃圾高值化利用及生物质回收的关键策略，被视为继第一代（粮食）、第二代（生物质）之后的“第三代生物制造”核心。然而，由于C1碳源氧化态极高或分子键能极强（如CO₂），自然界中能直接高效利用此类碳源的微生物极少，因此亟需拓展低碳碳源微生物利用图谱。

目前构建人工C1细胞工厂面临着能量供给不足、毒性代谢物积累、生长速率缓慢、途径兼容性差等多重严峻挑战。针对上述瓶颈，西湖大学曾安平、战春君团队于Green Carbon发表题为“Advancing synthetic biology for sustainable one-carbon biomanufacturing”综述论文，并被选为封面文章，系统回顾了该领域的最新进展。文章详细剖析了气态（CO₂/CH₄/CO）与液态（甲醇/甲酸）C1细胞工厂的构建策略，在此基础上指出能量输入优化（如电–生物杂交耦合供能）与底盘细胞鲁棒性提升（如甲醛解毒机制、区室化策略）两大关键科学问题是制约低碳生物制造的关键。文章提出，克服现有局限需依赖系统级的整合创新，即结合多组学指导的菌株优化、人工智能（AI）辅助的酶设计与途径预测，以及动态通路调控技术。该综述为开发可扩展、可持续的微生物平台提供了理论框架与技术路线图，旨在推动C1生物制造，最终助力碳中和目标的实现。

Green Carbon，（绿碳（英文），ISSN 2950-1555，CN37-1549/O6）是由中国科学院青岛生物能源与过程研究所创办、与科爱集团联合出版的开放获取英文学术期刊，创刊当年入选2023年度中国科技期刊卓越行动计划高起点新刊项目；先后入选ESCI、CAS、Scopus、DOAJ、CSCD核心、ORAL等数据库。即时CiteScore 15.6。

2026年3月，Green Carbon第四卷第一期13篇文章已全部上线，包括Editorial 1篇，Review 4篇，Research 5篇，Perspective 1篇，Commentary 2篇。全部论文均为开放获取，欢迎阅读！

Green Carbon数据库收录及期刊发展历程

 1 Editorial 

1. Bridging science and global Goals: The UN endorsement of China's Green Carbon Programme 联合国认证！中国“绿碳计划”——连接科学研究与行动的桥梁

绿色、低碳、可持续发展是全球共识。联合国2030年可持续发展议程已步入最后关键十年，但可持续发展目标（Sustainable Development Goals, SDGs）的推进并不乐观。日前，一项由中国科学院青岛生物能源与过程研究所（青岛能源所）牵头的“绿碳计划”（Green Carbon Programme）正式获得联合国教科文组织（UNESCO）认证，被纳入“科学促进可持续发展国际十年”（2024-2033）框架，成为连接全球科学力量、推动SDGs落地的桥梁。Green Carbon期刊主编团队近日对此发表社论，深度解读这一计划的内涵与使命。

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doi.org/10.1016/j.greenca.2026.02.001

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Green Carbon编者按 | 联合国认证！中国“绿碳计划”——连接科学研究与行动的桥梁

 2 Review 

2. The secret of high carbon fixation efficiency in chlamydomonas and its potential to boost yields in land plants 揭示莱茵衣藻高效固碳机制，赋能作物增产

中国科学院植物研究所杨文强研究员团队于Green Carbon发表题为“The secret of high carbon fixation efficiency in chlamydomonas and its potential to boost yields in land plants”综述论文。论文以莱茵衣藻（Chlamydomonas reinhardtii）为例，系统的回顾了CCMs的发现过程、工作原理、构成的分子机制的研究成果和最新进展，并深入讨论了将基于蛋白核的CCM机制引入陆生植物以增强其光合性能的潜在应用和面临的挑战。

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doi.org/10.1016/j.greenca.2025.02.005

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Green Carbon文章 | 中国科学院植物所杨文强研究员：揭示莱茵衣藻高效固碳机制，赋能作物增产

3. Role of microorganisms in electrocatalysts for energy applications recent progresses 微生物助力绿色电催化剂的合成与应用

武汉工程大学杨欢、王涛教授于Green Carbon发表题为“Role of microorganisms in electrocatalysts for energy applications recent progresses”综述文章，系统梳理了微生物在电催化中的三重角色：作为活体生物催化剂、作为无机催化剂的生物合成平台，以及作为结构模板用于设计非生物催化剂。文章从微生物的腐蚀、氧化还原、代谢及模板效应出发，结合“结构-活性 - 性能”关系，深入论述了其在电解水制氢、二氧化碳还原等催化反应中的应用进展，为构建下一代高效、可持续的电催化体系提供了理论支撑。

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doi.org/10.1016/j.greenca.2025.06.001

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Green Carbon文章 | 武汉工程大学杨欢、王涛教授：微生物助力绿色电催化剂的合成与应用

4. Electrochemical CO₂ reduction to C₃₊ products: a review 电化学二氧化碳还原至C₃₊产品研究进展

北京化工大学刘军枫教授、宁波大学张天宇教授于Green Carbon发表题为“Electrochemical CO₂ reduction to C₃₊ products: a review”综述论文，文章回顾了电化学二氧化碳还原反应（CO₂RR）生成C₃₊产品的最新进展，对C₃₊产物催化剂进行分类讨论，分析它们对C₃₊产品的选择性和效率的影响。文章还介绍了串联催化在CO₂RR生成C₃₊产物中的应用与挑战，指出串联催化能够提高CO₂RR还原过程中的中间体稳定性，促进C-C偶联反应。最后对C₃产物进行技术经济评估，当法拉第效率达到90%且电流密度为500 mA/cm²时，生产C₃产物比C₂产物盈利更多。

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doi.org/10.1016/j.greenca.2025.02.009

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Green Carbon文章 | 北京化工大学刘军枫教授、宁波大学张天宇教授：电化学二氧化碳还原至C₃₊产品研究进展

 3 Research 

5. Stepwise engineering of Clostridium ljungdahlii for efficient ethanol production from single-carbon gases 工程化永达尔梭菌实现一碳气体高效合成乙醇

上海理工大学、中国科学院植物生理生态研究所以及上海吉态来博生物技术研究有限公司的联合研究团队于Green Carbon发表题为“Stepwise engineering of Clostridium ljungdahlii for efficient ethanol production from single-carbon gases”研究论文。该研究团队对食气永达尔梭菌进行了系统代谢工程改造，基于三管齐下的代谢策略：强化乙醇合成途径、改善乙酸同化能力、减少2,3-丁二醇副产物生成，实现工程菌株在实验室条件下高效利用合成气（CO-CO₂-H₂）生产乙醇（102小时内产量30.1 g/L）。

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doi.org/10.1016/j.greenca.2025.06.003

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Green Carbon文章 | 上海理工大学顾阳教授：工程化永达尔梭菌实现一碳气体高效合成乙醇

6. Construction of Shewanella oneidensis chassis for unbalanced fermentation with glycerol by adaptive laboratory evolution 利用甘油非平衡发酵的希瓦氏菌底盘适应性实验室进化

宁夏大学/天津大学王智文教授团队于Green Carbon发表题为“Construction of Shewanella oneidensis chassis for unbalanced fermentation with glycerol by adaptive laboratory evolution”研究论文，该文章通过两轮适应性实验室进化提高了S. oneidensis的甘油利用和生物电合成能力。进化菌株以甘油为底物进行非平衡发酵合成生物电和乙偶姻的能力也显著提高。本研究还通过全基因组测序探究了进化菌株突变型与甘油利用和产电的关系，分析了S. oneidensis利用甘油高效合成生物电的调控机制。

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doi.org/10.1016/j.greenca.2025.01.002

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Green Carbon文章 | 宁夏大学/天津大学王智文教授：利用甘油非平衡发酵的希瓦氏菌底盘适应性实验室进化

7. Facile functionalization of ZIF–8 via mechanochemical post-synthetic linker exchange for improved CO₂ capture performance 机械化学后合成配体交换实现ZIF-8功能化以提升CO₂捕集性能

诺瓦戈里察大学Nataša Zabukovec Logar教授团队于Green Carbon发表题为“Facile functionalization of ZIF–8 via mechanochemical post-synthetic linker exchange for improved CO₂ capture performance”研究论文。该研究采用球磨MALE法，以含CO₂高亲和性官能团的咪唑类配体（如HICA等）修饰ZIF-8，将反应时间从数小时缩短至分钟，制备混合配体ZIF-8材料并评估其CO₂捕获性能。

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doi.org/10.1016/j.greenca.2025.06.002

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Green Carbon文章 | 机械化学后合成配体交换实现ZIF-8功能化以提升CO₂捕集性能

8. Effect of core on photovoltaic performance of naphthalimide interlayer materials 核结构调控萘甲酰亚胺阴极界面材料的光伏性能

中国海洋大学代水星副教授于Green Carbon发表题为“Effect of core on photovoltaic performance of naphthalimide interlayer materials”研究论文。本工作设计并合成了三种具有不同核结构的萘甲酰亚胺阴极界面材料（N2FN、NEDOT和NDTP），系统研究了核结构对材料光电性质、分子堆积行为、界面形貌及器件光伏性能的影响。

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doi.org/10.1016/j.greenca.2025.10.008

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Green Carbon文章 | 核结构调控萘甲酰亚胺阴极界面材料的光伏性能

9. Coupling gas-assisted stripping and waste heat recovery for energy-efficient carbon capture process 气体抽提耦合膜余热回收实现碳捕集系统双重降耗

华中农业大学晏水平教授和湖北工业大学涂特博士于Green Carbon发表题为“Coupling gas-assisted stripping and waste heat recovery for energy-efficient carbon capture process”研究论文。文章创新性地提出将气体抽提再生工艺与跨膜冷凝器（TMC）再生气余热回收技术相结合，通过引入外部抽提气强化CO₂再生驱动力，同时采用TMC对高温高湿再生气进行余热回收，进而实现双重降耗，获得更高的再沸器降耗潜力。

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doi.org/10.1016/j.greenca.2025.05.002

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Green Carbon文章 | 华中农业大学晏水平教授：气体抽提耦合膜余热回收实现碳捕集系统双重降耗

 4 Perspective 

10. Advances and treaty towards greener and safer plastics 塑料的环境影响、技术创新和政府间谈判进展

北京师范大学张波涛副教授团队于Green Carbon发表题为“Advances and treaty towards greener and safer plastics”观点文章，对近十年的塑料相关研究进展进行了全面的文献回顾，系统论述了实现塑料使用的环境影响、技术创新和《全球塑料条约》的政府间谈判进展。

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doi.org/10.1016/j.greenca.2025.10.001

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Green Carbon文章 | 北京师范大学张波涛科研团队：塑料的环境影响、技术创新和政府间谈判进展

 5 Commentary 

11. iMARS: Advancing artificial multienzyme architecture design through rational approaches Cell：人工多酶复合体理性设计的新工具——iMARS

南京工业大学姜岷/董维亮教授团队对上海交通大学倪俊副教授课题组于Green Carbon发表题为"iMARS: Advancing artificial multienzyme architecture designthroughrational approaches”评述文章，针对Cell发表文章"Rational multienzyme architecture design with iMARS"进行了系统性分析和评论。

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doi.org/10.1016/j.greenca.2025.07.001

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Green Carbon评述 | Cell：人工多酶复合体理性设计的新工具——iMARS

12. Li₁.₃Fe₁.₂Cl₄: An all-in-one halide cathode strategy to overcome cost-performance limitations in solid-state batteries Nature：一种用于全固态电池的高性价比一体化卤化物材料

南京师范大学马妍姣教授、东南大学马源教授于Green Carbon发表题为“Li₁.₃Fe₁.₂Cl₄: An all-in-one halide cathode strategy to overcome cost-performance limitations in solid-state batteries”评述文章，针对孙学良院士团队于Nature发表文章“A cost-effective all-in-one halide material for all-solid-state batteries”，进行了系统性分析和点评。

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doi.org/10.1016/j.greenca.2025.10.004

中文解读原链接

Green Carbon评述 | Nature：一种用于全固态电池的高性价比一体化卤化物材料

 6 Green Carbon 

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