飛機(jī)用于運(yùn)送人員、運(yùn)輸貨物和執(zhí)行軍事行動，但提供動力的化石燃料供應(yīng)短缺。近日，研究人員發(fā)現(xiàn)了一種產(chǎn)生替代航空燃料的方法，即收集土壤中常見細(xì)菌代謝過程產(chǎn)生的一種不同尋常的碳分子。相關(guān)論文近日發(fā)表于《焦耳》雜志。
“在化學(xué)中，所有需要能量來制造的東西，破裂時會釋放能量?！闭撐闹饕髡?、丹麥技術(shù)大學(xué)微生物學(xué)家Pablo Cruz-Morales說。當(dāng)航空燃料被點(diǎn)燃時，它會釋放出巨大的能量，科學(xué)家們認(rèn)為，一定有一種方法可以復(fù)制這一過程，而不是只有借助等待數(shù)百萬年才能形成的化石燃料。
美國加州大學(xué)伯克利分校化學(xué)工程師Jay Keasling找到了當(dāng)時在其實(shí)驗(yàn)室做博士后的Cruz-Morales，想看看他能否合成一種復(fù)雜的分子，這種分子有可能產(chǎn)生大量能量?！癒easling告訴我，這將是一個爆炸性的想法。”Cruz-Morales說。
Keasling想要重建的分子被稱為Jawsamycin，以電影《大白鯊》（Jaws）的名字命名，因?yàn)樗幸Ш蹱畹膲汉?，是由常見的?xì)菌鏈霉菌創(chuàng)造的，Cruz-Morales過去曾研究過這種微生物。
“自然界已經(jīng)存在這種秘訣?！变忼X狀分子是細(xì)菌在咀嚼葡萄糖時產(chǎn)生的。“當(dāng)它們吃糖或氨基酸時，它們會將其分解并轉(zhuǎn)化為構(gòu)建碳-碳鍵的基石。”Cruz-Morales說，“你體內(nèi)的脂肪也是以同樣方式產(chǎn)生的，但這種細(xì)菌過程有一些非常有趣的變化?！?/span>
使分子具有爆燃特性的是環(huán)丙烷環(huán)的結(jié)合——3個碳原子環(huán)呈三角形排列?！叭绻阌幸粋€正常角度的鍵，一個開放的碳鏈，碳可以是靈活的，它們會變得舒適?！盋ruz-Morales解釋說，“假設(shè)你把它們做成一個6個碳的環(huán)，它們?nèi)匀豢梢砸苿?。但三角形會使化學(xué)鍵彎曲，而這種張力需要能量才能產(chǎn)生。”
經(jīng)過仔細(xì)分析，該團(tuán)隊確定，這些負(fù)責(zé)構(gòu)建高能環(huán)丙烷分子的酶是聚酮合酶。“聚酮合酶是制造有機(jī)化學(xué)的終極生物工具?！盋ruz-Morales說。
Cruz-Morales解釋說，細(xì)菌產(chǎn)生燃料的工作原理很像生物柴油。需要對其進(jìn)行處理，使其燃點(diǎn)低于燃燒脂肪酸所需的溫度，但點(diǎn)燃后，其威力將足以將一枚火箭送入太空?！叭绻覀兡苡蒙锛夹g(shù)制造這種燃料，就無需用石油來制造了?！盋ruz-Morales說，“這為可持續(xù)發(fā)展提供了可能?！?/span>
在未來，Cruz-Morales和同事希望能夠擴(kuò)大這個過程，這樣他們的替代燃料就能真正用于航空領(lǐng)域。“現(xiàn)在的問題是化石燃料是有補(bǔ)貼的?！盋ruz-Morales說，“你可以把新技術(shù)看作是在當(dāng)下做的準(zhǔn)備，因?yàn)槲覀儗⒑谋M化石燃料，而在不遠(yuǎn)的將來，我們將需要替代解決方案?！?/span>
