二氧化碳(CO2)作為自然界碳循環(huán)的關(guān)鍵組分，在氣候變化中扮演重要角色。CO2也是清潔利用煤和石油過程的產(chǎn)物，豐富易得，無毒不燃，因此利用CO2合成有用的化學(xué)品和材料具有十分重要的意義。自從1969年日本科學(xué)家Inoue發(fā)現(xiàn)二乙基鋅/水(ZnEt2/H2O)體系能催化CO2與環(huán)氧化物共聚合成聚碳酸酯之后，眾多金屬催化劑已被開發(fā)，催化活性、產(chǎn)物選擇性以及聚合物的結(jié)構(gòu)選擇性有了巨大的提高。目前報(bào)道的活性最高的催化CO2共聚催化劑的轉(zhuǎn)化數(shù)(TOF)是43 s-1，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于碳基生命體中廣泛存在的碳酸酐酶水合CO2的活性（TOF = 106 s-1）。因此我們堅(jiān)信人工合成的CO2/環(huán)氧共聚催化劑的活性還有很大提升空間。
浙江大學(xué)高分子系張興宏教授對比了金屬催化劑包括該小組制備的納米鋅-鈷雙金屬氰化絡(luò)合物與碳酸酐酶的結(jié)構(gòu)以及它們活化轉(zhuǎn)化CO2的一般特征，評述了它們活化轉(zhuǎn)化含硫C1化合物（羰基硫和二硫化碳）的反應(yīng)中一致發(fā)生的氧-硫交換反應(yīng)，結(jié)合共聚機(jī)理研究結(jié)果，推測了金屬-氫氧鍵催化C1共聚的共性機(jī)制。這為設(shè)計(jì)合成新的聚合催化劑提供了有價(jià)值的參考。該工作發(fā)表在Chinese Journal of Polymer Science 2018年第2期“金屬催化聚合”專輯。
文章強(qiáng)調(diào)了碳酸酐鋅酶的鋅-氫氧鍵在CO2固定轉(zhuǎn)化中起到的關(guān)鍵作用，認(rèn)為人工合成催化劑在催化活性還有很大的提升空間。作者進(jìn)一步展望了四面體的鋅-氫氧鍵結(jié)構(gòu)，配體和鋅的親和力，尤其是動(dòng)態(tài)的蛋白質(zhì)鏈折疊及其支撐的活性位點(diǎn)的立體結(jié)構(gòu)、微環(huán)境可作為新型催化劑設(shè)計(jì)的參考，可發(fā)展用于CO2/環(huán)氧化合物共聚的仿碳酸酐酶催化劑。
