Das Projekt untersucht, wie sich Licht- und Stofftransport in photobiokatalytischen Multispezies-Biofilmen gezielt steuern lassen, um chemische Produktionsraten deutlich zu steigern. Dafür werden neuartige poröse Hydrogele entwickelt, die an die extrazelluläre Matrix natürlicher Biofilme angelehnt sind und Licht sowie Nährstoffe effizient in tiefere Biofilmschichten leiten.

In diesen Materialstrukturen bilden Synechocystis sp. (gentechnisch modifiziert), Rhodopseudomonas palustris und Pseudomonas taiwanensis (jeweils Wildtyp) mikrobielle Konsortien mit komplementären Stoffwechselfunktionen. Durch die gezielte Analyse und Steuerung ihrer räumlich-zeitlichen Wechselwirkungen sollen Biofilmarchitektur und biokatalytische Produktivität optimiert werden.

Ziel ist der Nachweis einer verbesserten photobiokatalytischen Synthese von 6-Hydroxyhexansäure aus Cyclohexanon – einem wichtigen Ausgangsstoff für den biologisch abbaubaren Kunststoff Polycaprolacton. Langfristig soll ein transferierbares Modell für die Entwicklung materialgestützter, kooperativer Mulltispezies-Biofilme entstehen, das Lichtmanagement, Stofftransport und mikrobielle Wechselwirkung integriert und so neue Optionen für eine nachhaltige biotechnologische Produktion eröffnet.