Spezielle anaerobe Mikroorganismen sind in der Lage, Synthesegase aus industriellen Prozessen oder aus der Vergasung von organischen Reststoffen in organische Säuren und Alkohole umzuwandeln, die vielfältige Anwendungen als Energieträger oder in der industriellen Stoffproduktion finden.

Da die H₂/CO₂ oder CO verwertenden Mikroorganismen nur kurzkettige organische Verbindungen herstellen können, bietet sich die Kombination mit anderen anaeroben Mikroorganismen an, die daraus als synthetische Kokultur in einem Bioreaktor längerkettige Säuren und Alkohole bilden können. Allerdings sind die erreichbaren Zelldichten in den üblicherweise eingesetzten Suspensionskulturen sehr gering, so dass große Reaktorvolumina zur mikrobiellen Umsetzung von Synthesegasen erforderlich sind.

Eine Alternative können Biofilmreaktoren sein, da hier kein weiteres Wachstum der anaeroben Mikroorganismen erfolgen muss, wenn hohe Zelldichten in dünnen Biofilmen erreichbar sind. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist daher die skalenübergreifende Gestaltung, Fertigung und Analyse von synthetischen anaeroben Biofilmen in einem Membranreaktor, um mit einer definierten, räumlich aufgelösten Kokultivierung dieser anaeroben Mikroorganismen in effizienter Weise längerkettige organische Verbindungen aus Synthesegasen herstellen zu können.

Das Forschungsvorhaben wird in enger Kooperation mit dem Lehrstuhl für Physik Synthetischer Biosysteme (Prof. Simmel) im Rahmen des Munich Multiscale Biofabrication Network (Munich BioFab) durchgeführt, einem Zusammenschluss von WissenschaftlerInnen der Technischen Universität München (TUM) und der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU), sowie des MPI für Biochemie und des Helmholtz Zentrums München.