生產(chǎn)大量無機(jī)納米材料的方法多種多樣，涉及許多實(shí)驗(yàn)變量。在眾多可能的匹配中，找到以環(huán)保方式合成的最佳配對(duì)一直是研究人員和行業(yè)面臨的長(zhǎng)期挑戰(zhàn)。

由著名教授 Sang Yup Lee 領(lǐng)導(dǎo)的 KAIST 生物過程工程研究團(tuán)隊(duì)對(duì)使用野生型和基因工程微生物合成的 146 種生物合成的單元素和多元素?zé)o機(jī)納米材料進(jìn)行了總結(jié)，涵蓋元素周期表中的55 種元素。他們的研究突出了生物納米材料的多種應(yīng)用，并提供了在可生產(chǎn)性、結(jié)晶度、尺寸和形狀方面改善納米材料生物合成的策略。

研究小組描述了使用微生物和噬菌體開發(fā)無機(jī)納米材料生物合成的 10 步流程圖。該研究于 12 月 3 日作為封面和英雄論文發(fā)表在Nature Reviews Chemistry上。

“我們通過分步流程圖提出了微生物納米材料生物合成的一般策略，并給出了我們對(duì)納米材料生物合成和應(yīng)用未來的看法。該流程圖將作為那些希望使用微生物制備生物合成無機(jī)納米材料的一般指南細(xì)胞，”這項(xiàng)研究的合著者 Yoojin Choi 博士解釋說。

大多數(shù)無機(jī)納米材料是通過物理和化學(xué)方法生產(chǎn)的，生物合成越來越受到重視。然而，傳統(tǒng)的合成工藝在高能耗和非環(huán)保工藝方面存在缺陷。同時(shí)，可以利用微藻、酵母、真菌、細(xì)菌甚至病毒等微生物作為生物工廠，在溫和的條件下生產(chǎn)單元素和多元素?zé)o機(jī)納米材料。

研究團(tuán)隊(duì)經(jīng)過大量調(diào)研總結(jié)，開發(fā)出無機(jī)離子結(jié)合親和力、無機(jī)離子還原能力和納米材料生物合成效率更高的基因工程微生物，使許多無機(jī)納米材料的合成成為可能。

在這些策略中，該團(tuán)隊(duì)介紹了他們對(duì)普貝圖的分析，以控制產(chǎn)品的尺寸和形態(tài)。研究小組表示，這種普貝圖分析可廣泛用于生物合成具有工業(yè)應(yīng)用的新型納米材料。

Sang Yup Lee 教授補(bǔ)充說：“這項(xiàng)研究提供了關(guān)于使用微生物和噬菌體生物合成多種無機(jī)納米材料及其應(yīng)用的廣泛信息和觀點(diǎn)。我們預(yù)計(jì)生物合成無機(jī)納米材料將在不同的科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域找到更多樣化和創(chuàng)新的應(yīng)用。 ”

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