科學(xué)家有望利用固氮細(xì)菌將空氣變汽油
2010年08月12日 13:10 5642次瀏覽 來源: 中廣網(wǎng) 分類: 新技術(shù)
北京時間8月11日,據(jù)國外媒體報道,美國科學(xué)家表示,一種存在于大豆根部的固氮細(xì)菌所產(chǎn)生的酶可能有望成為實現(xiàn)以空氣為動力的新型汽車夢想的關(guān)鍵。這種酶名為釩固氮酶(Vanadium nitrogenase),還可以將常見工業(yè)副產(chǎn)品一氧化碳(CO)轉(zhuǎn)化為丙烷。
固氮菌將一氧化碳變?nèi)剂?br /> 丙烷是一種點燃后形成藍(lán)色火焰的氣體,全美火爐排放的氣體都含有丙烷。釩固氮酶通常可以從氮氣中生成氨??茖W(xué)家警告說,這項研究尚處于早期階段,不過他們同時表示,該研究最終可能會帶來全新、環(huán)保的燃料生產(chǎn)方式,最終從稀薄的空氣提取汽油。參與實施這項研究的美國加州大學(xué)歐文分校科學(xué)家馬庫斯-里貝(Markus Ribbe)說:“這種微生物是一種非常常見的土壤細(xì)菌,我們對其已有深入了解,并且實施了長期的研究。”
研究結(jié)果刊登在最新一期的《科學(xué)》雜志上。里貝補充說:“雖然我們?nèi)栽谘芯库C固氮酶,但我們知道這種酶具有不同尋常的特性。”科學(xué)家研究的那種微生物名叫棕色固氮菌(Azotobacter vinelandii),是一種對環(huán)境很重要的細(xì)菌,它通常存在于像大豆等固氮植物根部周圍的土壤中。
農(nóng)場主之所以對含有棕色固氮菌的植物情有獨鐘,是因為這種細(xì)菌可充分利用多種酶,將大氣中毫無用途的氮氣變成重要的氨和其他化合物。接下來,其他植物吸收這些化合物,利用它們生長。里貝在研究中與合作者將一種氮——釩固氮酶——隔離出來,用以將氮變成氨。接著,他們從釩固氮酶中分離出氮和氧,并用一氧化碳填補剩余空間。
沒有了氮和氧,釩固氮酶開始將一氧化碳變成兩到三個原子長的短碳鏈。一個三碳鏈通常被稱為丙烷,這是一種點燃后形成藍(lán)色火焰的氣體,全美的火爐都在使用。加利福尼亞理工學(xué)院的科學(xué)家喬納斯-彼得斯說,從科學(xué)上講,釩固氮酶的新功能是一項“意義深遠(yuǎn)的發(fā)現(xiàn)”。
空氣變汽油還需時日
里貝說:“很顯然,如果我們可以制造出更長的碳碳鏈,這項發(fā)現(xiàn)最終會令我們開發(fā)出合成液態(tài)燃料。”新酶只能形成兩到三個碳鏈,而不是構(gòu)成液態(tài)汽油的更長鏈。不過,里貝認(rèn)為他可以對釩固氮酶做出改動,令其可以生成汽油。如果這項技術(shù)得到進一步完善,最終或能令汽車以自身排放的尾氣當(dāng)作部分燃料。而經(jīng)過更長時間的研究,汽車甚至還能從空氣中“吸收”二氧化碳供其運行的燃料,而目前已經(jīng)擁有將二氧化碳變?yōu)橐谎趸嫉募夹g(shù)。
里貝和彼得斯均表示,在近期內(nèi)還不能做到這一步。里貝說:“提取釩固氮酶的難度非常大。”由于其在農(nóng)業(yè)方面的重要性,科學(xué)家很早以前就對這種酶有了了解。他們甚至在20多年前就隔離出釩固氮酶的基因,為遺傳工程師和合成生物學(xué)家深入了解這種酶創(chuàng)造了條件。不過,大量提取、生長和儲存釩固氮酶的技術(shù)直到近幾年才開發(fā)出來,也令這項最新研究成為可能。在開發(fā)出以空氣和細(xì)菌為燃料的汽車以前,科學(xué)家還必須實施進一步研究。(孝文)
責(zé)任編輯:仁可
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