Η παρούσα ερευνητική πρόταση αφορά στην ανάπτυξη εξειδικευμένων νανοβιοκαταλυτών με σκοπό την αύξηση της αποδοτικότητας των τεχνολογιών βιοδιυλιστηρίου 2ης γενεάς. Στις τελευταίες, κεντρικό ρόλο κατέχει η μετατροπή της υπολειμματικής φυτικής βιομάζας σε απλά σάκχαρα τα οποία χρησιμοποιούνται ως υπόστρωμα για τη μικροβιακή παραγωγή βιοκαυσίμων και άλλων βασικών χημικών ενώσεων που ως σήμερα λαμβάνονται από την πετροχημική βιομηχανία. Παρά τις συνεχιζόμενες ερευνητικές προσπάθειες των τελευταίων δεκαετιών, η ευρεία εφαρμογή της έννοιας του βιοδιυλιστηρίου στην παραγωγή χημικών πρώτης γραμμής, εμποδίζεται κυρίως από τη μεγάλη ανθεκτικότητα της λιγνινοκυτταρινούχου δομής των φυτικών τοιχωμάτων. Ως αποτέλεσμα, πριν την ενζυμική υδρόλυση απαιτείται η εφαρμογή μιας, έστω και ήπιας, χημικής προκατεργασίας για την αύξηση της προσβασιμότητας των ενζύμων στην κυτταρίνη και την ημικυτταρίνη. Το γεγονός αυτό, συνδυαζόμενο με το υψηλό κόστος παραγωγής των απαραίτητων ενζύμων (κυρίως κυτταρινάσες και ημικυτταρινάσες) δημιουργεί ένα πλαίσιο συντελεστών κόστους ως προς τους δυο αυτούς παράγοντες, που σε μερικές περιπτώσεις φτάνει το 50% του συνολικού λειτουργικού κόστους. Η παρούσα ερευνητική πρόταση στοχεύει στην αντιμετώπιση του παραπάνω προβλήματος μέσω της ανάπτυξης και αξιολόγησης
καινοτόμων νανοβιοκαταλυτών χαμηλού λειτουργικού κόστους για την υδρόλυση της λιγνινοκυταρινούχου βιομάζας. Οι βιοκαταλύτες αυτοί θα αποτελούνται από μείγματα ενζύμων που αποικοδομούν τη λιγνινοκυτταρινούχο βιομάζα, ακινητοποιημένων σε μαγνητικά νανοσωματίδια, όπως 2D-τροποποιημένα φύλλα γραφενίου και 3D-υβριδικά νανοϋλικά γραφενίου, καθώς και συνθετικοί άργιλοι με μαγνητικές ιδιότητες (synthetic clays). Τα ένζυμα που θα χρησιμοποιηθούν, θα προέλθουν από διαθέσιμες στην ερευνητική ομάδα γονιδιωματικές βιβλιοθήκες και μικροοργανισμούς, και θα επιλεγούν με βάση τις μελετημένες βιοκαταλυτικές ιδιότητές τους πάνω σε λιγνινοκυτταρινούχα υποστρώματα.