本报讯 飞机用于运送人员、货物和进行军事行动，但为其提供动力的化石燃料供应时常短缺。近日，研究人员发现了一种产生替代航空燃料的方法，即收集土壤中常见细菌代谢过程产生的一种不同寻常的碳分子。相关论文近日发表于《焦耳》杂志。
“在化学中，所有需要能量制造的东西，破裂时都会释放能量。”论文主要作者、丹麦技术大学微生物学家Pablo Cruz-Morales说。航空燃料被点燃后，会释放巨大的能量。科学家认为，一定有一种方法可以复制这一过程，而不是仅仅依靠需要数百万年才能形成的化石燃料。
美国加州大学伯克利分校化学工程师Jay Keasling找到了Cruz-Morales，想看看他能否合成一种复杂的分子，这种分子有可能产生大量能量。“Keasling告诉我，这将是一个爆炸性的想法。”Cruz-Morales说。
Keasling想重建的分子被称为Jawsamycin，后者以电影《大白鲨》（Jaws）的名字命名，因为它有咬痕状的压痕，是由常见的细菌链霉菌创造的。Cruz-Morales过去曾研究过这种微生物。
“自然界已经存在这种秘诀。”锯齿状分子是细菌在“咀嚼”葡萄糖时产生的。“当吃糖或氨基酸时，它们会将其分解并转化为构建碳—碳键的基石。”Cruz-Morales说，“你体内的脂肪也是以同样方式产生的，但这种过程有一些非常有趣的变化。”
使分子具有爆燃特性的是环丙烷环的结合，即3个碳原子环呈三角形排列。“如果你有一个正常角度的键、一个开放的碳链，碳可以是灵活的，它们会变得舒适。”Cruz-Morales解释说，“假设你把它们做成一个6个碳的环，它们仍然可以移动。但三角形会使化学键弯曲，而这种张力需要能量才能产生。”
经过仔细分析，该团队确定，这些负责构建高能环丙烷分子的酶是聚酮合酶。“聚酮合酶是制造有机化学的终极生物工具。”Cruz-Morales说。
Cruz-Morales解释说，细菌产生燃料的工作原理像生物柴油。需要对其进行处理，使其燃点低于燃烧脂肪酸所需的温度。一旦点燃，其威力足以将一枚火箭送入太空。“如果我们能用生物技术制造这种燃料，就无需使用石油了。”Cruz-Morales说，“这为可持续发展提供了可能。”
未来，Cruz-Morales和同事希望能够扩大这个过程，这样他们的替代燃料就能真正用于航空领域。（冯维维）
相关论文信息：
https://doi.org/10.1016/j.joule.2022.05.011
