本网讯（物质科学与信息技术研究院）近期，我校物质科学与信息技术研究院葛宏华课题组在合成生物学和材料科学交叉领域取得新进展，成功设计了一种结合光催化与生物催化的活体生物膜系统，实现了二氧化碳向聚羟基脂肪酸酯（PHA）的可持续转化。2025年7月2日，相关研究成果以“An engineered living biofilm system for sustainable conversion of CO2 into polyhydroxyalkanoates”为题，在线发表于Cell Press旗下期刊《Cell Reports Physical Science》（doi.org/10.1016/j.xcrp.2025.102676）。物科院青年教师王伟强为该论文的第一作者，葛宏华、高佳佳和王伟强为共同通讯作者，安徽大学为第一单位。
随着全球工业化的快速发展，二氧化碳排放量急剧增加，对全球气候和环境构成了严重威胁。然而，二氧化碳也是一种潜在的碳资源，有望替代传统碳资源，用于生产医药、食品、塑料和燃料等碳基有价值产品。传统的二氧化碳转化方法往往依赖于极端条件、额外能量且操作灵活性有限，限制了其工业化发展。因此，开发高效、可持续的二氧化碳转化技术成为当前的研究热点。
基于此，课题组首先利用基因工程技术改造荧光假单胞菌（Pseudomonas fluorescens），使其分泌功能化的淀粉样蛋白纤维，通过“SpyCatcher/SpyTag”偶联体系结合FDH，并在生物膜表面原位矿化硫化镉纳米颗粒作为光敏剂，形成稳定的“生物-非生物界面”，将光催化、酶催化与微生物代谢整合于单一平台，实现光催化与生物催化的协同作用，成功地将二氧化碳转化为可生物降解塑料聚羟基脂肪酸酯（PHA）。该研究成果不仅为二氧化碳的转化提供了新的技术路径，也为化学品的可持续生产和其他光催化应用提供了借鉴。
图实现二氧化碳可持续转化为PHA的活体生物膜系统