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細菌代謝產物可用于制造噴氣燃料 為實現可持續發展提供可能性

科技日報 | 2022-07-06 16:18:58

飛機燃油短缺是一些國家面臨的問題。近日發表在《焦耳》雜志上的研究中,美國勞倫斯伯克利國家實驗室的研究人員發現,常見的細菌代謝過程產生的一種環丙烷分子可用于制造噴氣燃料。這種生物合成過程產生的燃料或可成為傳統燃料的替代品。

論文主要作者、丹麥技術大學生物可持續發展中心的微生物學家巴勃羅·克魯茲-莫拉萊斯說,當噴氣燃料被點燃時,它會釋放出大量的能量,實驗室的科學家們認為,肯定有一種方法可以復制這種方式,而不需要等待數百萬年才能形成新的化石燃料。

此次,研究人員想要合成一種能夠產生大量能量的分子,它被稱為Jawsamycin。單詞中的Jaws來源于電影《大白鯊》,因為這種新的分子有類似咬痕的凹痕,是由一種鏈霉菌產生的。

克魯茲-莫拉萊斯說:“這個配方已經存在于自然界中了。這種鋸齒狀的環丙烷分子是細菌吞噬葡萄糖時的自然新陳代謝產生的。當它們吃糖或氨基酸時,細菌會分解它們,并將它們轉化為碳-碳鍵的構成原料。”

環丙烷分子之所以有易燃特性,是由于環丙烷三個碳原子以三角形排列的環??唆斊?莫拉萊斯解釋說:“三角形會使化學鍵彎曲,而這種張力需要能量才能產生。”

研究確定聚酮合酶是負責構建這些高能環丙烷分子的酶。研究人員在鏈霉菌宿主中導入迭代型聚酮合酶后,實現了脂肪酸的產生,然后,通過脂肪酸的酯化反應獲得了燃料。

“聚酮合酶是制造有機化學的終極生物工具。”克魯茲-莫拉萊斯說,細菌產生的燃料很像生物柴油。研究人員需要對其進行處理,使其能夠在低于燃燒脂肪酸所需的溫度下點燃,點燃時,它的威力將足以將火箭送入太空。

克魯茲-莫拉萊斯表示,如果能用生物制造飛機和火箭的燃料,將是一種化石燃料的替代方案,為實現可持續發展提供了新的可能性。

標簽: 飛機燃油短缺 細菌代謝過程 環丙烷分子 制造噴氣燃料

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