这种细菌以黄金支付

一种名为Moorella thermoacetica的细菌不会免费使用。但加州大学伯克利分校的研究人员已经发现它对黄金有胃口。为了换取这种特殊的疗法，这种细菌揭示了通过人工光合作用生产太阳能燃料的更有效途径。

在加州大学伯克利分校化学学院教授Peidong Yang领导的一项研究中，M. thermoacetica首次作为第一个进行人工光合作用的非光敏细菌首次亮相。通过将由硫化镉(CdS)制成的光吸收纳米颗粒附着到细菌膜外部，研究人员将M.therntiacetica变成了一种微小的光合作用机器，将阳光和二氧化碳转化为有用的化学物质。

现在，杨和他的研究小组发现了一个更好的办法来吸引此CO 2 -hungry细菌应运而生更加富有成效。通过在细菌内部放置吸光金纳米团簇，他们创造了一种生物混合系统，可以产生比先前所证明的更高产量的化学产品。

对于第一个混合模型，M。thermoacetica-CdS，研究人员选择硫化镉作为半导体吸收可见光的能力。但由于硫化镉对细菌有毒，因此纳米粒子必须“细胞外”附着在细胞膜上，或者在热乙酸嗜热菌 - CdS系统之外。阳光激发每个硫化镉纳米颗粒，产生称为电子的带电粒子。作为这些光产生的电子行进通过细菌，它们在被称为“CO一个过程中的多个酶相互作用2还原”，引发反应的级联，其最终会变成CO 2成乙酸酯，用于制造太阳能燃料的有价值的化学。

但是胞外模型中，电子最终与没有部分在车削CO其他化学物质的相互作用2成乙酸酯。结果，一些电子丢失，永远不会到达酶。因此，为了改善所谓的“量子效率”或细菌每次获得电子时产生醋酸盐的能力，研究人员发现了另一种半导体：由22个金原子(Au22)制成的纳米团簇，这是一种令人惊讶的材料M. thermoacetica闪耀。

“我们选择Au22，因为它是非常适合吸收可见光和具有驱动二氧化碳的潜力2还原过程，但我们不知道它是否会与细菌兼容，”杨说。“当我们在显微镜下检查它们时，我们发现细菌中充满了这些Au22簇 - 并且仍然幸福地活着。”

在M.Berkeley的分子成像中心进行M.thermoacea-Au22系统的成像。

研究人员还选择Au22 - 被研究人员称为“神奇”金纳米团簇 - 因其超小尺寸：单个Au22纳米团簇的直径仅为1纳米，允许每个纳米团簇轻易穿过细菌细胞壁。

“通过用Au22纳米团簇喂养细菌，我们有效地简化了细菌内部CO 2还原途径的电子转移过程，量子效率为2.86%，或者在M. thermoacetica-Au22中产生了33%以上的醋酸盐。系统比CdS模型，“杨说。

神奇的金纳米簇是走出阳的实验室，这对于过去的六年里一直专注于利用biohybrid纳米结构将CO转化的最新发现2成有用的化学物质不断努力寻找可再生燃料价格实惠，丰富的资源的一部分，阻止气候变化影响的潜在解决方案。

“接下来，我们想找到一种方法来降低成本，改善这些生物混合系统的寿命，并提高量子效率，”杨说。“通过继续看看如何金纳米簇被光激活的基本方面，并通过CO内继电子转移过程2还原途径，我们希望能找到更好的解决方案。”