和石油说拜拜?美科学家:让细菌吃点东西就能产生替代航空燃料

2022年07月27日 16:31 次阅读 稿源:财联社 条评论

在现代社会,飞机在运送人员、货物和执行军事行动方面是不可或缺的,但为飞机提供动力的石油燃料仍是供不应求,尤其是在新冠疫情和俄乌冲突的连番冲击下,燃料供应链脆弱不堪。

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近期,美国劳伦斯伯克利国家实验室(Lawrence Berkeley National Laboratory)的科学家们在收集一种特殊碳分子的过程中,发现了产生替代航空燃料的方法。据悉,这种碳分子是由土壤中常见的细菌代谢过程产生的。该研究成果已于近期发表在了《焦耳》杂志上。

该研究论文主要作者Pablo Cruz-Morales解释说,“在化学中,所有需要能量来制造的东西在破裂时都会释放能量。”因此,该团队认为,一定有某种方法可以复制这种现象,而不必使用那些需等待数百万年才能形成的化石燃料。

于是,他们开始了最新的研究,并试图合成出“一种复杂的、有可能产生大量能量的分子”。

研究团队想要重建一种名为Jawsamycin的分子,这种分子以电影《大白鲨》命名,因为它有类似咬痕的凹陷。它是由常见的细菌链霉菌产生的。

研究人员解释说,“这个配方已经存在于自然界中。锯齿状分子是细菌在咀嚼葡萄糖时产生的。当它们吃糖或氨基酸时,它们会将其分解,并将其转化为碳-碳键的构建块。人类也以同样的方式在你的身体里制造脂肪,两者的化学原理是一样的,但前者的转化过程有一些非常有趣的扭曲。”

他们进一步补充称,这一“有趣的扭曲”就是使分子具有爆炸性的主要原因,即环丙烷环——由三个碳原子排列成三角形的环。

“如果碳键处于正常角度、碳链是开放的,那么碳就是灵活的,它们会变得舒适。而假设你把它们做成一个六碳环,它们仍然可以自由移动。但三角形会使化学键弯曲,而这种张力需要能量才能产生。”他们说。

经过仔细分析,研究小组确定,这些负责构建高能环丙烷分子的酶是聚酮合酶。Cruz-Morales说,“聚酮合酶是制造有机化学的终极生物工具。”

他还称,细菌产生燃料的工作原理很像生物柴油。“如果我们能用生物技术制造这种燃料,就没有借口用石油来制造了。这为可持续发展提供了可能。”

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