Vliegtuigen vervoeren mensen, vervoeren goederen en voeren militaire operaties uit, maar de op aardolie gebaseerde brandstoffen die ze aandrijven zijn schaars. In onderzoek gepubliceerd op 30 juni in het tijdschrift Joule , hebben onderzoekers van het Lawrence Berkeley Lab een manier gevonden om een ​​alternatieve vliegtuigbrandstof te genereren door een ongebruikelijk koolstofmolecuul te oogsten dat wordt geproduceerd door het metabolische proces van bacteriën die vaak in de bodem worden aangetroffen.

"In de scheikunde zal alles wat energie nodig heeft om te maken, energie vrijgeven als het kapot is", zegt hoofdauteur Pablo Cruz-Morales, een microbioloog bij DTU Biosustain, onderdeel van de Technische Universiteit van Denemarken. Wanneer petroleumvliegtuigbrandstof wordt ontstoken, komt er een enorme hoeveelheid energie vrij, en de wetenschappers van het Keasling Lab van het Lawrence Berkeley Laboratory dachten dat er een manier moest zijn om dit te repliceren zonder miljoenen jaren te wachten op de vorming van nieuwe fossiele brandstoffen.

Jay Keasling, een chemisch ingenieur aan de University of California, Berkeley, benaderde Cruz-Morales, die toen postdoc in zijn lab was, om te zien of hij een lastig molecuul kon synthetiseren dat het potentieel heeft om veel energie te produceren. "Keasling vertelde me:het wordt een explosief idee", zegt Cruz-Morales.

Het molecuul dat Keasling wilde recreëren heette Jawsamycin, genoemd naar de film "Jaws" vanwege zijn bijtachtige inkepingen, en is gemaakt door de gewone bacterie streptomyces, een organisme waarmee Cruz-Morales in het verleden had gewerkt.

"Het recept bestaat al in de natuur", zegt Cruz-Morales. Het gekartelde molecuul wordt geproduceerd door het natuurlijke metabolisme van de bacteriën terwijl ze op glucose kauwen. "Als ze suiker of aminozuren eten, breken ze ze af en zetten ze om in bouwstenen voor koolstof-koolstofbindingen", zegt hij. "Je maakt op dezelfde manier vet aan in je lichaam, met dezelfde chemie, maar dit bacteriële proces heeft een aantal zeer interessante wendingen."

Deze wendingen, die de moleculen hun explosieve eigenschappen geven, zijn de opname van cyclopropaanringen - ringen van drie koolstofatomen die in een driehoekige vorm zijn gerangschikt. "Als je bindingen hebt die onder een normale hoek staan, een open keten van koolstoffen, kunnen de koolstoffen flexibel zijn en comfortabel worden", legt Cruz-Morales uit. "Laten we zeggen dat je er een ring van zes koolstoffen van maakt - ze kunnen nog steeds een beetje bewegen en dansen. Maar de driehoekige vorm zorgt ervoor dat de bindingen buigen, en die spanning vereist energie om te maken."

Na zorgvuldige analyse stelde het team vast dat de enzymen die verantwoordelijk waren voor de constructie van deze hoogenergetische cyclopropaanmoleculen polyketidesynthasen waren. "Polyketidesynthasen zijn het ultieme biologische hulpmiddel om organische chemie te maken", zegt Cruz-Morales.

Cruz-Morales legt uit dat de brandstof die door de bacteriën wordt geproduceerd, veel op biodiesel lijkt. Het zou moeten worden behandeld zodat het kan ontbranden bij een lagere temperatuur dan de temperatuur die nodig is om een ​​vetzuur te verbranden, maar wanneer het wordt ontstoken, zou het krachtig genoeg zijn om een ​​raket de ruimte in te sturen. "Als we deze brandstof met biologie kunnen maken, zijn er geen excuses om het met olie te maken", zegt Cruz-Morales. "Het opent de mogelijkheid om het duurzaam te maken."

In de toekomst hoopt Cruz-Morales dat hij en het team van onderzoekers van het Department of Energy die aan het project hebben gewerkt, dit proces kunnen opschalen, zodat hun alternatieve brandstof daadwerkelijk in vliegtuigen kan worden gebruikt. "Het probleem op dit moment is dat fossiele brandstoffen worden gesubsidieerd", zegt Cruz-Morales. "Dit is iets dat niet alleen te maken heeft met de technologie, maar ook met de geopolitieke en sociaal-politieke samenstelling van de planeet op dit moment. Je kunt dit zien als een voorbereiding op het moment, want we zullen geen fossiele brandstoffen meer hebben, en er zal een punt zijn, niet ver van nu, waarop we alternatieve oplossingen nodig zullen hebben." + Verder verkennen

Bolivia heeft 1,7 miljoen hectare verloren door vuur:regering