综述：植物化学物质在光化学技术中的应用：工业成熟度评估、数字孪生与可持续性的跨学科综述

《Materials Advances》：Phytochemicals in Photochemical Technology: A Comprehensive Review with Industrial Maturity, Digital Twin, and Sustainability FrameworksOpen Access

　　

植物化学物质，即植物具有生物活性的次生代谢产物，长期以来一直是人体健康研究的热点。然而，它们的光物理和光化学性质使其日益成为新兴光化学技术领域的核心。本综述全面考察了植物化学物质与光驱动过程之间的界面，涵盖天然光敏剂、光保护剂、光活性材料以及用于增强植物化学物质生产的光化学方法。重点讨论了叶绿素、姜黄素类、金丝桃素、核黄素、类黄酮、类胡萝卜素和花青素等主要类别的光化学机制，包括单线态氧生成、激发态电子转移和紫外线B辐射屏蔽。文中对这些化合物在光动力治疗、抗菌光灭活、染料敏化太阳能电池、环境修复光催化以及可控光化学合成等领域的应用进行了批判性分析。此外，本综述还回顾了光化学技术本身通过受控紫外线和可见光照射在植物体内刺激植物化学物质生物合成的作用。本文提出了一套系统化的技术就绪度（TRL）评估框架，用于植物化学物质基光化学技术，并将其成熟度与工业4.0基准进行对比。我们提供了对实施成本、计算基础设施需求和环境足迹的定量分析。通过不确定性量化和预测可靠性的视角，评估了当前面临的挑战，包括光稳定性、生物利用度和规模化生产等问题。文中提出了一条从材料发现到工业验证的技术路线图，整合了机器学习方法、数字孪生实施和可持续性指标。这一跨学科视角揭示了植物化学物质不仅是被动的生物活性骨架，更是下一代可持续光化学平台中可灵活调控的功能性组件。

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? 2026 作者。由英国皇家化学会出版

2026

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