在現代社會，飛機在運輸人員、運送貨物和執行軍事行動方面是不可缺少的，但為其提供動力的石油基燃料卻供不應求。科學家們現在發現了一種方法，通過收穫一種由土壤中常見的細菌的新陳代謝過程產生的不尋常的碳分子來生成一種替代的噴氣燃料。這項由勞倫斯伯克利實驗室的科學家進行的研究最近發表在《焦耳》雜誌上。
“在化學世界中，所有需要能量製造的東西在被破壞時都會釋放能量，”主要作者Pablo Cruz-Morales說，他是丹麥技術大學下屬的DTU Biosustain公司的微生物學家。當石油噴氣燃料被點燃時，它會釋放出大量的能量。勞倫斯伯克利實驗室Keasling實驗室的科學家們認為，一定有某種方法可以複製這種情況，而不必等待數百萬年才形成新的化石燃料。
為了了解是否能合成一種有可能產生大量能源的分子，加州大學伯克利分校的化學工程師傑伊-基斯林找到了當時在他的實驗室做博士后研究的克魯茲-莫拉萊斯。
製造含環丙烷分子的普通細菌鏈黴菌。資料來源：巴勃羅-莫拉萊斯-克魯斯
基斯林想重新創造一種叫做大白鯊黴素的分子，它是以電影《大白鯊》命名的，因為它有類似咬痕的壓痕。它是由普通細菌鏈黴菌產生的，克魯茲-莫拉萊斯過去曾研究過它。
克魯茲-莫拉萊斯說：”這個配方已經存在於自然界中。這種參差不齊的分子是由細菌在啃食葡萄糖時的本地代謝產生的。當它們吃糖或氨基酸時，它們將它們分解，並將它們轉化為碳-碳鍵的構建塊。人類也以同樣的方式在你的身體里製造脂肪，兩者的化學原理是一樣的，但這個細菌過程有一些非常有趣的轉折。”
這些曲折使分子具有爆炸性，加入了環丙烷環，形成由三個碳原子排列成三角形的環。”如果你有處於正常角度的鍵，一個開放的碳原子鏈，這些碳原子就比較自由，比方說，把它們變成一個由六個碳原子組成的環–它們仍然可以移動，似乎還有自己的舞步，但是三角形的穩定形狀會使鍵彎曲，而這種張力需要能量來製造。”
經過仔細分析，研究小組確定，負責構建這些高能環丙烷分子的酶是聚酮體合成酶。聚酮體合成酶是製造有機化學的終極生物工具。
由細菌生產的燃料的工作原理很像生物柴油。它需要被處理，以便它能在比燃燒脂肪酸所需的溫度更低的溫度下點燃。然而，當被點燃時，它將有足夠的力量將火箭送入太空。克魯茲-莫拉萊斯說：”如果我們能用生物學製造這種燃料，就沒有借口用石油製造它。它開啟了使其可持續發展的可能性”。
在未來，克魯茲-莫拉萊斯希望他和參與該項目的能源部研究人員團隊將能夠擴大這一過程，以便他們的替代燃料能夠真正用于飛機。”現在的問題是，化石燃料是有補貼的，”克魯茲-莫拉萊斯說。”這不僅與技術有關，而且與地球現在的地緣政治和社會政治結構有關。你可以把這看作是對這一時刻的準備，因為我們將耗盡化石燃料，而且將有一個時間點，離現在不遠，我們將需要替代解決方案。”