Flygplan transporterar människor, skickar varor och utför militära operationer, men de petroleumbaserade bränslena som driver dem är en bristvara. I forskningspublicering den 30 juni i tidskriften Joule , forskare vid Lawrence Berkeley Lab har hittat ett sätt att generera ett alternativt jetbränsle genom att skörda en ovanlig kolmolekyl som produceras av den metaboliska processen av bakterier som vanligtvis finns i jord.

"Inom kemi kommer allt som kräver energi att göra frigöra energi när det är trasigt", säger huvudförfattaren Pablo Cruz-Morales, mikrobiolog vid DTU Biosustain, en del av Danmarks Tekniska Universitet. När petroleumjetbränsle antänds frigör det en enorm mängd energi, och forskarna vid Keasling Lab vid Lawrence Berkeley Laboratory trodde att det måste finnas ett sätt att replikera detta utan att vänta miljontals år på att nya fossila bränslen ska bildas.

Jay Keasling, en kemiingenjör vid University of California, Berkeley, vände sig till Cruz-Morales, som var postdoc i sitt labb vid den tiden, för att se om han kunde syntetisera en knepig molekyl som har potential att producera mycket energi. "Keasling sa till mig:det kommer att bli en explosiv idé", säger Cruz-Morales.

Molekylen som Keasling ville återskapa hette Jawsamycin, uppkallad efter filmen "Jaws" på grund av dess bettliknande fördjupningar, och skapas av den vanliga bakterien streptomyces, en organism som Cruz-Morales hade arbetat med tidigare.

"Receptet finns redan i naturen", säger Cruz-Morales. Den taggiga molekylen produceras av bakteriernas naturliga metabolism när de mumsar i sig glukos. "När de äter socker eller aminosyror bryter de ner dem och omvandlar dem till byggstenar för kol-till-kol-bindningar", säger han. "Du gör fett i din kropp på samma sätt, med samma kemi, men den här bakterieprocessen har några mycket intressanta vändningar."

Dessa vridningar, som ger molekylerna deras explosiva egenskaper, är införlivandet av cyklopropanringar – ringar med tre kolatomer arrangerade i en triangulär form. "Om du har bindningar som är i normal vinkel, en öppen kedja av kol, kan kolen vara flexibla och de blir bekväma", förklarar Cruz-Morales. "Låt oss säga att du gör dem till en ring med sex kolatomer – de kan fortfarande röra sig och dansa lite. Men triangelformen gör att bindningarna böjs, och den spänningen kräver energi att skapa."

Efter noggrann analys fastställde teamet att enzymerna som var ansvariga för konstruktionen av dessa högenergicyklopropanmolekyler var polyketidsyntaser. "Polyketidsyntaser är det ultimata biologiska verktyget för att göra organisk kemi", säger Cruz-Morales.

Cruz-Morales förklarar att bränslet som produceras av bakterierna skulle fungera mycket som biodiesel. Den skulle behöva behandlas så att den kunde antändas vid en lägre temperatur än den temperatur som behövs för att bränna en fettsyra, men när den antänds skulle den vara kraftfull nog att skicka en raket ut i rymden. "Om vi ​​kan göra det här bränslet med biologi finns det inga ursäkter för att göra det med olja", säger Cruz-Morales. "Det öppnar möjligheten att göra det hållbart."

I framtiden hoppas Cruz-Morales att han och teamet av forskare från Institutionen för energi som arbetade med projektet kommer att kunna skala upp denna process så att deras alternativa bränsle faktiskt kan användas i flygplan. "Problemet just nu är att fossila bränslen är subventionerade", säger Cruz-Morales. "Det här är något som inte bara är relaterat till tekniken, utan den geopolitiska och sociopolitiska konstitutionen av planeten just nu. Du kan se detta som en förberedelse för stunden eftersom vi kommer att få slut på fossila bränslen, och det kommer att finnas en punkt, inte långt från nu, när vi kommer att behöva alternativa lösningar." + Utforska vidare

Bolivia har förlorat 1,7 miljoner hektar till brand:regeringen