科学家们将细菌作为人工光合作用的新技巧

“我们已经证明了非光合细菌M.thermoacetica首次对硫化镉纳米颗粒进行自我光敏化，以二氧化碳生产乙酸，效率和产量可与自然光合作用相媲美甚至超过自然光合作用，“负责这项工作的伯克利实验室材料科学部门的化学家PeidongYang说。

“我们创造的细菌/无机-半导体杂交人工光合作用系统是通过硫化镉纳米粒子的生物沉淀自我复制，硫化物纳米粒子作为维持细胞代谢的光收集器，”杨说。“展示这种通过无机化学自我增强生物系统功能的机器人能力，为下一代先进的太阳能-化学转化技术开辟了生物和非生物成分的整合。”

杨，谁也持有与加州大学伯克利分校和能源科维理研究所纳米科学(卡弗里-ENSI)在伯克利约会，是说明该研究论文的通讯作者科学。该论文的标题是“用于太阳能到化学生产的非光合细菌的自光敏化”。共同作者是KelseySakimoto和AndrewBarnabasWong。

光合作用是自然收获阳光并利用太阳能从二氧化碳和水合成碳水化合物的过程。正在探索光合作用的人工版本，用于清洁，绿色和可持续生产现在由石油(主要是燃料和塑料)制成的化学产品。杨和他的研究小组一直处于开发人工光合技术的最前沿，这些技术可以实现太阳能到化学合成的全部潜力。

“在我们的最新研究中，我们将无机半导体的高效光捕获与生物催化剂的高特异性，低成本，自我复制和自我修复相结合，”Yang说。“通过用硫化镉纳米粒子诱导热乙酸穆尔氏菌的自身光敏化，我们能够在相对较高的量子产率下，在数天的光-暗循环中从二氧化碳中进行乙酸的光合作用，这表明了朝向太阳能的自我复制途径。-化学二氧化碳减排。“

硫化镉是一种经过充分研究的半导体，具有能带结构，非常适合光合作用。由于“电子照片”(意味着它可以从电极直接传递电子)和“乙酸根”(意味着它可以将近90%的光合产物导向乙酸)，因此M.thermoacetica是理想的模型有机体，用于证明这种混合人工光合作用系统的能力。

“我们的混合系统结合了两者的优点：半导体的光捕获能力和生物的催化能力，”杨说。“在这项研究中，我们不仅证明生物材料具有足够的质量来进行有用的光化学，而且在某些方面它们在生物学应用中可能更有利。

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