在化学领域，对光合作用的研究是个非常大的领域。现在主要分为两个方向：自然光合作用体系（Natural photosynthetic system）和人工光合作用体系（Artificial photosynthetic system）。从化学的角度对自然界光合作用的模拟一直以来是从事相关研究的专家学者们所关心的问题，也是我们在设计人工光合作用分子体系时灵感的来源。关于绿色植物和光养细菌内发生的光合作用，到今天为止科学家们还没有很完整地从分子水平来理解——也就是说，化学家们还无法清晰地回答“到底光合作用是怎么发生的”这个问题。绿色植物吸收光后将光能储存为化学能（这是不同于光伏体系的地方，光伏体系将光能直接转化成电能），是我们已经观察到的现象。但是这背后的分子机理依然有待进一步解释。从一个简单的模型上看，化学家们把光合作用分为四个步骤：
1. 光能捕获（Light harvesting）：自然界中通过蛋白质和一些有机小分子chlorophylls（主要是卟啉衍生物）组成的光能捕获复合物（light-harvesting antennae）将太阳光吸收，并通过能量转移反应将吸收的光能定向转移至反应中心（reaction center）从而进行下一步。由于我老板在这行算是有所见地的研究者，我现在在做的项目就是设计合成新的系统从而为我们理解这一过程的本质提供模型。
2. 电荷分离（Charge separation）：这一步是在反应中心中进行的，通过分子间电子转移，得到了分子层面的电荷分离态。这里的机理比较深，略去不表。但这一步非常重要，因为将光能转化为化学能（具体地说是电化学势能）就是在这一步发生。电荷分离后电子和正电空穴向两个方向移动从而进行下面两个不同的反应（这里的”方向“仅仅是定性意义）。
3. 水的氧化（Water oxidation）：由反应中心产生的正电空穴进一步被投入到由催化剂引发的水氧化分解，生成氧气和氢离子。在自然界中，水分解催化剂具有一钙四锰的化学特征。
4. 二氧化碳固定或者其他还原反应（Carbon fixing or proton reduction）：由反应中心产生的电子被传输过来进行一系列还原反应，包括自然界中的二氧化碳固定以及人工光合作用体系中的氢离子还原生成氢气。
说一个以前见过的只含碳氢称为烃，结构成链或成环。 双键为烯叁键炔，单键相连便是烷。 脂肪族的排成链，芳香族的带苯环。 异构共有分子式，通式通用同系间。 烯烃加成烷取代，衍生物看官能团。 羟醛羧基连烃基，称为醇醛及羧酸。 羰基醚键和氨基，衍生物是酮醚胺。 苯带羟基称苯酚，萘是双苯相并联。去氢加氧称氧化，去氧加氢叫还原。醇类氧化变酮醛，醛类氧化变羧酸。羧酸都比碳酸强，碳酸强于石炭酸。光照卤代在侧链，催化卤代在苯环。烃的卤代衍生物，卤素能被羟基换。消去一个水分子，生成烯和氢卤酸。钾钠能换醇中氢，银镜反应可辩醛。氢氧化铜多元醇，溶液混合呈绛蓝。 醇加羧酸生成酯，酯类水解变醇酸。苯酚遇溴沉淀白，淀粉遇碘色变蓝。 氨基酸兼酸碱性，甲酸是酸又像醛。聚合单体变链节，断裂∏键相串联。
想起我背元素周期表的方法了氢氦锂铍，硼碳氮氧氟氖；钠镁铝硅，磷硫氯氩钾钙。钪钛钒铬，锰铁钴镍；铜锌镓锗，砷硒溴氪。铷锶钇锆铌钼锝，钌铑钯银镉铟锡。锑碲碘，氙铯钡；镧铈镨，钕钷钐。铕钆铽镝钬铒铥，镱镥铪钽钨铼锇。铱铂金汞铊铅铋，钋砹氡钫镭锕钍。镤铀镎，钚镅锔；锫锎锿，镄钔锘。铹钅卢钅杜钅喜钅波钅黑钅麦就像在背《将进酒》一样。最喜欢“铱铂金汞铊铅铋”这句，感觉很辉煌很有气势，虽然意义不明。久置乙醚开盖爽。中国是锑产量最大的国家。
