飛機在運送人員、運輸貨物和執(zhí)行軍事任務時,離不開航空燃料,但是石油燃料的供應越來越短缺。近日,研究人員發(fā)現(xiàn)了一種能產生替代航空燃料的方法,即收集細菌代謝過程中產生的一種特殊碳分子。
在化學反應中,所有需要能量來生成的物質,在其破裂時都會釋放能量。美國勞倫斯伯克利國家實驗室嘗試合成一種復雜的、有可能產生大量能量的分子。他們想重建的分子被稱為Jawsamycin,名字取自科幻電影《大白鯊(Jaws)》的名字,因為它有著咬痕狀的壓痕,是由常見的細菌鏈霉菌產生的。在自然界中,鋸齒狀分子是在細菌咀嚼葡萄糖時產生。細菌在吃糖或氨基酸時,會將其分解并轉化為構建碳-碳鍵的基石。
使分子具有爆燃特性的是環(huán)丙烷的環(huán)狀結構——3個碳原子呈環(huán)狀三角形排列。
“一個正常角度的鍵和一個開放的碳鏈,碳是可以靈活移動的。”研究人員解釋說,“假設你把它們做成一個6個碳的環(huán),它們仍然可以移動。但三角形會使化學鍵彎曲,而這種張力需要能量才能產生?!?/p>
經過仔細分析,該研究團隊確定,這些負責構建高能環(huán)丙烷分子的酶是聚酮合酶。研究人員在鏈霉菌宿主中導入迭代型聚酮合酶后,生成了脂肪酸,然后通過脂肪酸的酯化反應獲得燃料。
研究人員解釋說,細菌產生燃料的工作原理很像生物柴油的合成原理。需要對其進行處理,使其燃點低于燃燒脂肪酸所需的溫度,但將其點燃后,產生的威力足以將一枚火箭送入太空。如果能用生物技術制造這種燃料,將來就無需石油了,這將為能源的可持續(xù)發(fā)展提供可能。
研究團隊希望今后能夠擴展這個項目的研究范圍,使這種替代燃料真正用于航空領域。