應用金奈米島狀薄膜於熱莫爾氏菌之醋酸生產

能源消耗和溫室效應是近年來日益嚴重的議題，化石燃料產生大量溫室氣體，加速全球暖化。為確保永續發展，發展替代能源是迫切的。可再生且永續燃料的需求促進奈米科技在運用太陽能方面的發展。光合生物混合系統 (Photosynthetic biohybrid systems, PBSs) 的目的為連結生物光合途徑和無機光吸收者。此系統同時擁有高效率的光吸收能力和卓越的催化表現，結合奈米材料和微生物的優勢。
人工光合作用結合奈米材料與微生物模擬光合作用，減少二氧化碳以及產生碳產物。在此研究中，我們將金奈米島狀薄膜 (Gold nano-island film, AuNIFs) 與熱莫爾氏菌 (Moorella thermoacetica) 一起培養，建立光合生物混合系統，藉由金奈米島狀薄膜來吸收光，並傳遞光誘發電子至熱莫爾氏菌，來提升二氧化碳-醋酸的轉換效率。
熱莫爾氏菌是一種厭氧醋酸菌，藉由Wood-Ljungdahl pathway，將二氧化碳轉換為醋酸，並有高單一生產物的特性。在本研究中，我們培養熱莫爾氏菌在金奈米島狀薄膜上，利用掃描式電子顯微鏡觀察其生長狀況，並藉由氣相層析質譜儀來測量並根據減量線計算醋酸產量。研究結果指出藉由整合奈米材料與微生物來發展半人工光合作用系統的潛能以及可能的未來發展，達到減少二氧化碳的目的。