生产大量无机纳米材料的方法多种多样,涉及许多实验变量。在许多可能的匹配中,找到以环保方式合成的最佳匹配一直是研究人员和行业面临的长期挑战。
由著名教授桑又利领导的KAIST生物过程工程研究团队总结了由野生型和基因工程微生物合成的146种生物合成单元素和多元素无机纳米材料,涵盖了元素周期表中的55种元素。他们的研究突出了生物纳米材料的各种应用,并从生产率、结晶度、尺寸和形状方面提供了改善纳米材料生物合成的策略。
研究小组描述了利用微生物和噬菌体开发无机纳米材料生物合成的10步流程图。这项研究作为封面和英雄论文发表在12月3日的《自然评论化学》上。
“我们通过分步流程图提出了微生物纳米材料生物合成的总体策略,并对纳米材料生物合成和应用的未来提出了自己的看法。这项研究的合著者Yoojin Choi博士解释说:“对于那些希望利用微生物制备生物合成无机纳米材料的人来说,该流程图将作为一个通用的指导单元。”
大多数无机纳米材料是通过物理和化学方法制备的,生物合成越来越受到重视。然而,传统的合成工艺存在能耗高、不环保的缺陷。同时,微藻、酵母、真菌、细菌甚至病毒等微生物可以作为生物工厂,在温和的条件下生产单元素和多元素无机纳米材料。
经过大量的调查和总结,研究团队开发出了具有较高无机离子结合亲和力、无机离子还原能力和纳米材料生物合成效率的基因工程微生物,使得合成多种无机纳米材料成为可能。
在这些策略中,团队引入了他们对Pubeitu的分析来控制产品的大小和形状。研究小组表示,这种Puberto分析可以广泛应用于新纳米材料的生物合成和工业应用。
桑又利教授补充说:「这项研究为微生物和噬菌体生物合成各种无机纳米材料及其应用提供了广泛的资料和意见。我们预计生物合成无机纳米材料将在不同的科技领域找到更加多样和创新的应用。”
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