生物全细胞细菌与人造半导体材料的协同结合，创新了可持续的太阳能驱动CO₂固定方式，显示了突破传统化学光催化剂系统瓶颈的巨大前景。然而，大多数生物杂交种需要不经济的有机营养和厌氧条件来成功培养细菌以维持CO₂固定，这严重限制了其经济可行性和实际应用的适用性。

有鉴于此，中国科学技术大学熊宇杰教授、高超和同济大学王磊教授等人，开发了一种用于太阳能驱动二氧化碳固定的生物合成 CdS-硫代硫杆菌无机-生物杂化系统。

本文要点

1）提出了一种由专性自养细菌硫代硫杆菌 (T. thioparus) 和生物沉淀在细菌表面的 CdS 纳米粒子 (NPs) 组成的无机-生物杂化系统，该系统可以完全基于具有成本效益的无机盐，且不受厌氧条件的限制，可以实现有效的CO2固定。

2）通过生物沉淀形成的CdS NPs与硫代硫杆菌之间的优化界面，对硫代硫杆菌有效接收CdS NPs光生电子，从而改变其自养方式从化学自养向光自养转变具有重要作用。

3）结果，CdS-T. thioparus 无机-生物杂化系统实现了太阳能驱动的 CO₂ 固定，在可见光照射下以 CO₂ 作为唯一碳源产生多碳谷氨酸合酶和生物质。

总之，该工作为进一步探索太阳能驱动的自复制生物催化系统以实现 CO₂ 固定和转化提供了重要启示。

参考文献：

Liu, G., Gao, F., Zhang, H. et al. Biosynthetic CdS-Thiobacillus thioparus hybrid for solar-driven carbon dioxide fixation. Nano Res. (2021).

DOI: 10.1007/s12274-021-3883-0

https://doi.org/10.1007/s12274-021-3883-0