Gli aerei trasportano persone, spediscono merci ed eseguono operazioni militari, ma i combustibili a base di petrolio che li alimentano scarseggiano. In ricerca pubblicata il 30 giugno sulla rivista Joule , i ricercatori del Lawrence Berkeley Lab hanno trovato un modo per generare un carburante alternativo raccogliendo un'insolita molecola di carbonio prodotta dal processo metabolico dei batteri che si trovano comunemente nel suolo.

"In chimica, tutto ciò che richiede energia per essere prodotto rilascerà energia quando si rompe", afferma l'autore principale Pablo Cruz-Morales, microbiologo presso DTU Biosustain, parte dell'Università tecnica della Danimarca. Quando il carburante per jet petroliferi viene acceso, rilascia un'enorme quantità di energia e gli scienziati del Keasling Lab del Lawrence Berkeley Laboratory hanno pensato che ci dovesse essere un modo per replicarlo senza aspettare milioni di anni per la formazione di nuovi combustibili fossili.

Jay Keasling, un ingegnere chimico dell'Università della California, a Berkeley, si avvicinò a Cruz-Morales, che all'epoca era un post-dottorato nel suo laboratorio, per vedere se fosse in grado di sintetizzare una molecola complicata che avesse il potenziale per produrre molta energia. "Keasling mi ha detto:sarà un'idea esplosiva", dice Cruz-Morales.

La molecola che Keasling voleva ricreare si chiamava Jawsamycin, dal nome del film "Jaws" a causa delle sue rientranze simili a morsi, ed è creata dai comuni batteri streptomyces, un organismo con cui Cruz-Morales aveva lavorato in passato.

"La ricetta esiste già in natura", afferma Cruz-Morales. La molecola frastagliata è prodotta dal metabolismo nativo dei batteri mentre sgranocchiano il glucosio. "Man mano che mangiano zucchero o amminoacidi, li scompongono e li convertono in mattoni per i legami carbonio-carbonio", dice. "Fai grasso nel tuo corpo allo stesso modo, con la stessa chimica, ma questo processo batterico ha alcuni colpi di scena molto interessanti."

Queste torsioni, che conferiscono alle molecole le loro proprietà esplosive, sono l'incorporazione di anelli di ciclopropano, anelli di tre atomi di carbonio disposti a forma triangolare. "Se hai legami con un angolo normale, una catena aperta di atomi di carbonio, i carboni possono essere flessibili e si sentono a proprio agio", spiega Cruz-Morales. "Diciamo che li trasformi in un anello di sei atomi di carbonio:possono ancora muoversi e ballare un po'. Ma la forma triangolare fa piegare i legami e quella tensione richiede energia per essere creata."

Dopo un'attenta analisi, il team ha stabilito che gli enzimi responsabili della costruzione di queste molecole di ciclopropano ad alta energia erano sintasi polichetidiche. "I polichetidi sintasi sono lo strumento biologico definitivo per produrre la chimica organica", afferma Cruz-Morales.

Cruz-Morales spiega che il carburante prodotto dai batteri funzionerebbe in modo molto simile al biodiesel. Dovrebbe essere trattato in modo che possa accendersi a una temperatura inferiore a quella necessaria per bruciare un acido grasso, ma una volta acceso, sarebbe abbastanza potente da inviare un razzo nello spazio. "Se riusciamo a produrre questo carburante con la biologia, non ci sono scuse per farlo con il petrolio", afferma Cruz-Morales. "Apre la possibilità di renderlo sostenibile."

In futuro, Cruz-Morales spera che lui e il team di ricercatori del Dipartimento dell'Energia che hanno lavorato al progetto saranno in grado di aumentare questo processo in modo che il loro carburante alternativo possa essere effettivamente utilizzato negli aerei. "Il problema in questo momento è che i combustibili fossili sono sovvenzionati", afferma Cruz-Morales. "Questo è qualcosa che non è solo correlato alla tecnologia, ma alla costituzione geopolitica e socio-politica del pianeta in questo momento. Puoi vederlo come una preparazione per il momento perché stiamo per esaurire i combustibili fossili, e ci sarà un punto, non lontano da ora, in cui avremo bisogno di soluzioni alternative". + Esplora ulteriormente

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