把阳光“变成”化学反应，大概是绿色化学最浪漫的愿望之一。要让光驱动反应，通常需要一位“搬运工”——光催化剂：它吸收光子，进入激发态，再把能量交给反应分子，自己回到基态，如此往复。这个“转交”看似简单，背后却有一个绕不开的物理前提：能量不会隔着很远的距离跳跃。以三线态能量传递（即Dexter机制）为例，早在1953年，Dexter就指出其效率会随供体与受体的距离而呈现指数衰减^[1]——供体和受体往往要“贴脸”才能成交。正因如此，传统光催化常依赖分子间剧烈的热碰撞，让催化剂与底物“撞”到一起，效率自然大打折扣；碰撞又是随机的，催化剂往往“来者不拒”，难以在众多分子中只挑中你真正想活化的那一个。更令化学家头疼的是，底物浓度一降低、碰撞变少，反应便急剧变慢——“越稀越慢”几乎是这个领域的顽疾。

最近，东京大学野崎京子教授与九州大学岩﨑孝紀教授团队在Chemical Science上发表的工作，给出了一条出人意料的新思路：他们不去折腾负责吸光的阳离子染料，而是把目光投向平时“只看热闹”的配角——对离子（阴离子）^[2,3]。

通常，带负电的阴离子本质上是碱性的，容易与有机分子中的氮、氧原子相互排斥，在催化中帮不上忙；而带酸性的阴离子又大多不稳定。要造出一个“既带负电、又很酸，还稳定”的阴离子，本是自相矛盾的难题。研究团队却成功设计并稳定地拿到了这样一个“带电的酸”——代号BBcat。它的妙处在于“一箭双雕”：一方面，BBcat作为阴离子，与带正电的（钌配合物）光催化剂靠静电配对，紧紧“贴”在后者身旁；另一方面，它身上的酸性识别位点又能选择性抓住含氮的碱性底物。底物就这样被“拴”到了光催化剂的近旁，能量传递变得又近又顺畅。

这套设计立竿见影。在多种分子共存的竞争反应中，BBcat能“认出”含氮分子并优先活化它们，甚至扭转了产物的先后顺序；更重要的是，即便在底物浓度很低时，反应速率依然保持高位——困扰光催化多年的“越稀越慢”问题，就此找到了缓解的抓手。

把这篇工作放回领域的大图景中看，其意义在于：过去十余年，能量转移光催化的进步多集中在“换染料”、调节三线态能级上^[4]；而对离子的角色直到近年才被重新审视——无论是借助手性对离子来控制立体选择性^[5]，还是发现对离子能大幅改变钌配合物的激发态寿命与催化活性^[6]，都表明“离子对”是一个被长期低估的设计维度。BBcat则更进一步，让对离子从“配角”跃升为主动识别底物的“主角”。

展望未来，把“分子识别”与“能量传递”合二为一，或将催生一类“认人干活”的光催化剂：在复杂分子的后期修饰中精准活化特定官能团，在痕量底物、低浓度场景（如微量药物合成、高通量筛选）中依然高效。光催化也因此又多了一块可以自由设计的拼图——这一次，是那块一直安静站在旁边的“对离子”。

参考文献

[1] DEXTER D L. A theory of sensitized luminescence in solids[J]. The Journal of Chemical Physics, 1953, 21(5): 836-850. DOI: 10.1063/1.1699044 

[2] MANDAI R, OYAMA Y, IWASAKI T, NOZAKI K. A Lewis-acidic anion enhances energy transfer from excited cationic photocatalysts to basic substrates[J]. Chemical Science, 2026. DOI: 10.1039/d6sc06879k 

[3] 九州大学。 陰イオンに着目した光触媒の設計戦略（研究成果发布）[EB/OL]. (2026-10-22). https://www.kyushu-u.ac.jp/ja/researches/view/1602/ 

[4] STRIETH-KALTHOFF F, JAMES M J, TEDERS M, PITZER L, GLORIUS F. Energy transfer catalysis mediated by visible light: principles, applications, directions[J]. Chemical Society Reviews, 2018, 47(19): 7190-7202. DOI: 10.1039/c8cs00054a 

[5] DAS S, et al. Asymmetric counteranion-directed photoredox catalysis[J]. Science, 2023, 379(6631): 494-499. DOI: 10.1126/science.ade8190 

[6] ZANZI J, PASTOREL Z, DUHAYON C, LOGNON E, COUDRET C, MONARI A, DIXON I M, CANAC Y, SMIETANA M, BASLÉ O. Counterion effects in [Ru(bpy)₃](X)₂-photocatalyzed energy transfer reactions[J]. JACS Au, 2024, 4(8): 3049-3057. DOI: 10.1021/jacsau.4c00384 

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