光合作用是自然界最有用的化學反應之一，所以科學家們經常嘗試模仿光合作用也就不足為奇了。現在，來自馬克斯·普朗克研究所的研究人員開發出了一種新的方法，可以製造出混合型的合成活細胞，這種活細胞可以利用光合作用太陽能去除空氣中的二氧化碳。
在植物的葉子內部嵌入了被稱為葉綠體的微小細胞器。這些細胞是光合作用背後的機器，它吸收太陽光，通過消耗植物收集的水和二氧化碳，製造出植物可以用來做能量的分子。而現在，馬克斯·普朗克研究所團隊已經製造出了成千上萬的人造葉綠體。在這種情況下，研究人員的目標並不在於能量的輸出，而是去除空氣中的二氧化碳的「副作用」。
研究人員首先從菠菜中分離出了葉綠體--植物光合作用系統的活性部分。然後，他們將其與一個名為 "CETCH循環 "的人工代謝模塊配對，該模塊由18種生物催化劑組成，其轉化二氧化碳的效率遠遠高於植物本身。
最後，這些天然成分和人工成分再結合成細胞大小的水滴，將所有的東西固定在一起。這是用一個微流體系統來完成的，該系統將水滴放入一個主要是油的介質中。該團隊表示，利用這種技術，可以輕鬆快速地製造出成千上萬個這樣的水滴，並根據需要調整一些水滴的能力。
「我們可以製造出成千上萬個裝備相同的水滴，或者我們可以賦予單個水滴特定的屬性，」該研究的主要作者Tarryn Miller說。「這些可以在時間和空間上通過光來控制。」在測試中，研究人員發現，與其他半合成光合作用系統相比，採用新設計的液滴在結合二氧化碳方面的速度快100倍。
其他人工和混合光合作用系統已經在降低大氣中的二氧化碳含量，或生產能源、藥物和燃料等方面發揮了作用。該團隊表示，新設計的液滴最終可以解決同樣的問題。
這項研究發表在《科學》雜誌上。