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现代“炼金术”?新工艺可将糖变成汽油分子 未来汽车或受益
财联社 黄君芝
2021-11-30 星期二
原创
研究人员报告说,他们利用生物学和化学的奇迹将葡萄糖转化为烯烃,而烯烃是一种碳氢化合物,是构成汽油的几种分子之一。
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财联社(上海,编辑 黄君芝)讯,据报道,在一项新的研究中,科学家通过给转基因大肠杆菌喂食葡萄糖,然后将其转化为汽油中的分子。这听起来就像是“现代炼金术”:将糖转化为汽油中的碳氢化合物。

但这正是科学家所做的,这项研究成果已于近期发表在了著名科学期刊《自然化学》杂志上。研究人员报告说,他们利用生物学和化学的奇迹将葡萄糖转化为烯烃,而烯烃是一种碳氢化合物,是构成汽油的几种分子之一。该项目由纽约州立大学水牛城分校的生物化学家Zhen Q. Wang和加利福尼亚大学伯克利分校的Michelle C. Y. Chang领导。

Wang说,目前生产的汽油中烯烃只占很小的比例,但该团队开发的工艺可能会在未来进行调整,以产生其他类型的碳氢化合物,包括汽油的一些其他成分。她还指出,烯烃有非燃料用途,因为它们可用于工业润滑剂和塑料制造的前体。

为了完成这项研究,研究人员首先将葡萄糖喂给不会对人类健康构成威胁的大肠杆菌菌株。“这些微生物是糖瘾者,甚至比我们的孩子更严重,”Wang开玩笑说。

实验中的大肠杆菌经过基因工程改造,能够产生一套共四种不同的酶,将葡萄糖转化为称为3-羟基脂肪酸的化合物。当这些细菌消耗葡萄糖时,它们也开始产生脂肪酸。为了完成转化,科学家使用了一种叫做五氧化二铌(Nb2O5)的催化剂,在化学过程中去除不需要的脂肪酸部分,生成最终产物:烯烃。

研究人员说:“我们把生物学能做的最好的东西和化学能做的最好的东西结合起来,我们把它们放在一起,创造了这个两步过程。使用这种方法,我们能够直接从葡萄糖中制造烯烃。”

Wang说,“从像葡萄糖这样的可再生资源中生产生物燃料,对于推进绿色能源技术有很大的潜力。”葡萄糖是由植物通过光合作用产生的,光合作用将二氧化碳和水转化为氧气和糖。所以葡萄糖中的碳,以及后来的烯烃,实际上是从大气中提取出来的二氧化碳中产生的。

不过,还需要更多的研究来了解这种新方法的好处,以及它是否可以有效地扩大规模,用于制造生物燃料或其他目的。首先需要回答的问题之一是生产烯烃的过程需要消耗多少能量。如果能源成本太高,就需要对技术进行优化,使其在工业规模上可行。

科学家们还对如何提高产量相当感兴趣。Wang说,目前,需要100个葡萄糖分子才能产生大约8个烯烃分子。她希望改善这一比例,重点是“哄骗”大肠杆菌,使其使得葡萄糖生产更多的3-羟基脂肪酸。

特别声明:文章内容仅供参考,不构成投资建议。投资者据此操作风险自担。
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