Utilizing Atmospheric Carbon Dioxide and Sunlight in Graphene Quantum Dot-Based Nano-Biohybrid Organisms for Making Carbon-Negative and Carbon-Neutral Products

材料科学 石墨烯 碳纤维 温室气体 二氧化碳 纳米材料 纳米技术 生物塑料 废物管理 有机化学 化学 生态学 复合数 工程类 复合材料 生物
作者
Yuchen Ding,John R. Bertram,Prashant Nagpal
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:15 (46): 53464-53475 被引量:8
标识
DOI:10.1021/acsami.3c12524
摘要

Increasing emissions of greenhouse gases compounded with legacy emissions in the earth's atmosphere poses an existential threat to human survival. One potential solution is creating carbon-negative and carbon-neutral materials, specifically for commodities used heavily throughout the globe, using a low-cost, scalable, and technologically and economically feasible process that can be deployed without the need for extensive infrastructure or skill requirements. Here, we demonstrate that nickel-functionalized graphene quantum dots (GQDs) can effectively couple to nonphotosynthetic bacteria at a cellular, molecular, and optoelectronic level, creating nanobiohybrid organisms (nanorgs) that enable the utilization of sunlight to convert carbon dioxide, air, and water into high-value-added chemicals such as ammonia (NH3), ethylene (C2H4), isopropanol (IPA), 2,3-butanediol (BDO), C11-C15 methyl ketones (MKs), and degradable bioplastics poly hydroxybutyrate (PHB) with high efficiency and selectivity. We demonstrate a high turnover number (TON) of up to 108 (mol of product per mol of cells), ease of application, facile scalability (demonstrated using a 30 L tank in a lab), and sustainable generation of carbon nanomaterials from recovered bacteria for creating nanorgs without the use of any toxic chemicals or materials. These findings can have important implications for the further development of sustainable processes for making carbon-negative materials using nanorgs.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
小兰花完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
37发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
2秒前
3秒前
汉堡包应助懵懂的成仁采纳,获得10
3秒前
4秒前
水向东流完成签到,获得积分10
4秒前
An完成签到 ,获得积分10
4秒前
CJW发布了新的文献求助10
5秒前
李小明发布了新的文献求助30
5秒前
JamesPei应助调皮的尔白采纳,获得10
6秒前
李健的小迷弟应助吴霜降采纳,获得10
6秒前
262626完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
你今天学了多少完成签到,获得积分10
8秒前
今天完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
言诚开发布了新的文献求助10
9秒前
Zy发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
静静糕完成签到,获得积分10
9秒前
pharmstudent完成签到,获得积分10
9秒前
Sucht完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
10秒前
10秒前
安详采白应助xxxx采纳,获得10
10秒前
李泡泡发布了新的文献求助10
10秒前
个性萝莉完成签到,获得积分20
11秒前
CJW完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
合适的以南完成签到,获得积分10
13秒前
Jyouang发布了新的文献求助10
13秒前
云胡不喜完成签到 ,获得积分10
13秒前
14秒前
14秒前
立青完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Cowries - A Guide to the Gastropod Family Cypraeidae 1200
Quality by Design - An Indispensable Approach to Accelerate Biopharmaceutical Product Development 800
Pulse width control of a 3-phase inverter with non sinusoidal phase voltages 777
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Research Methods for Applied Linguistics 500
Chemistry and Physics of Carbon Volume 15 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6396165
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8211495
关于积分的说明 17393974
捐赠科研通 5449528
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2880549
邀请新用户注册赠送积分活动 1857118
关于科研通互助平台的介绍 1699454