Når disse bakterier spiser, genererer de et usædvanligt trekantet molekyle, der kan bruges til at lave flybrændstof

Fly transporterer mennesker, sender varer og udfører militære operationer, men de oliebaserede brændstoffer, der driver dem, er en mangelvare. I forskningspublicering den 30. juni i tidsskriftet Joule , har forskere ved Lawrence Berkeley Lab fundet en måde at generere et alternativt jetbrændstof ved at høste et usædvanligt kulstofmolekyle produceret af den metaboliske proces af bakterier, der almindeligvis findes i jorden.

"I kemien vil alt, der kræver energi at lave, frigive energi, når det er i stykker," siger hovedforfatter Pablo Cruz-Morales, mikrobiolog ved DTU Biosustain, en del af Danmarks Tekniske Universitet. Når petroleumsflybrændstof antændes, frigiver det en enorm mængde energi, og forskerne ved Keasling Lab ved Lawrence Berkeley Laboratory mente, at der må være en måde at kopiere dette på uden at vente millioner af år på, at nye fossile brændstoffer dannes.

Jay Keasling, en kemiingeniør ved University of California, Berkeley, henvendte sig til Cruz-Morales, som var postdoc i sit laboratorium på det tidspunkt, for at se, om han kunne syntetisere et vanskeligt molekyle, der har potentialet til at producere en masse energi. "Keasling fortalte mig:det bliver en eksplosiv idé," siger Cruz-Morales.

Molekylet, som Keasling ønskede at genskabe, hed Jawsamycin, opkaldt efter filmen "Jaws" på grund af dets bidlignende fordybninger, og er skabt af den almindelige bakterie streptomyces, en organisme, som Cruz-Morales havde arbejdet med tidligere.

"Opskriften findes allerede i naturen," siger Cruz-Morales. Det takkede molekyle produceres af bakteriernes indfødte metabolisme, mens de gumler glukose. "Når de spiser sukker eller aminosyrer, nedbryder de dem og omdanner dem til byggesten til kulstof-til-kulstof-bindinger," siger han. "Du laver fedt i din krop på samme måde med den samme kemi, men denne bakterielle proces har nogle meget interessante drejninger."

Disse drejninger, som giver molekylerne deres eksplosive egenskaber, er inkorporeringen af ​​cyclopropanringe – ringe med tre kulstofatomer arrangeret i en trekantet form. "Hvis du har bindinger, der er i en normal vinkel, en åben kæde af carboner, kan carbonerne være fleksible, og de bliver behagelige," forklarer Cruz-Morales. "Lad os sige, at du laver dem til en ring med seks kulstoffer - de kan stadig bevæge sig og danse en lille smule. Men trekantformen får bindingerne til at bøje, og den spænding kræver energi at lave."

Efter omhyggelig analyse fastslog holdet, at de enzymer, der var ansvarlige for konstruktionen af ​​disse højenergi-cyclopropanmolekyler, var polyketidsyntaser. "Polyketidsyntaser er det ultimative biologiske værktøj til at lave organisk kemi," siger Cruz-Morales.

Cruz-Morales forklarer, at brændstoffet produceret af bakterierne ville fungere meget som biodiesel. Det skulle behandles, så det kunne antændes ved en lavere temperatur end den temperatur, der skal til for at forbrænde en fedtsyre, men når den antændes, ville den være kraftig nok til at sende en raket ud i rummet. "Hvis vi kan lave dette brændstof med biologi, er der ingen undskyldninger for at lave det med olie," siger Cruz-Morales. "Det åbner mulighed for at gøre det bæredygtigt."

I fremtiden håber Cruz-Morales, at han og teamet af forskere fra Institut for Energi, der arbejdede på projektet, vil være i stand til at opskalere denne proces, så deres alternative brændstof rent faktisk kan bruges i fly. "Problemet lige nu er, at fossile brændstoffer er subsidieret," siger Cruz-Morales. "Dette er noget, der ikke kun er relateret til teknologien, men den geopolitiske og socio-politiske forfatning af planeten lige nu. Du kan se dette som en forberedelse for øjeblikket, fordi vi kommer til at løbe tør for fossile brændstoffer, og der vil være et punkt, ikke langt fra nu, hvor vi får brug for alternative løsninger." + Udforsk yderligere

Bolivia har mistet 1,7 millioner hektar til brand:regeringen