Команда Пабло Круз-Моралеса из калифорнийской Национальной лаборатории им. Лоуренса Беркли использовала для производства нового типа биотоплива способность бактерий создавать высокоэнергетические молекулы.
Целью исследователей был поиск новых соединений с лучшими химическими свойствами, чем у известных видов топлива. Для этого они изучили существующую исследовательскую литературу в поисках органических соединений циклопропана с одним или несколькими трехатомными углеродными кольцами, но нашли лишь два известных примера.
Одно из этих соединений, получившее название «джавсамицин», уже было тщательно изучено и подвергнуто генетическому анализу благодаря его противогрибковым свойствам. Однако продуцирующие его бактерии почти невозможно вырастить в лаборатории. Тогда команда изучила геномы близкородственных бактерий, но для применения в качестве топлива требовался не циклопропан, а высокоэнергетический продукт.
Ученые объединили различные свойства бактерий и обнаружили кластер генов, который использовали для создания так называемого фулемицина. Его производство исследователи смогли увеличить в 22 раза, адаптировав кластер генов к бактерии Streptomyces albireticuli. Они получили достаточное количество циклопропана, чтобы всего за один этап обработки превратить новое соединение в топливо.
Ученые определили, что плотность энергии пропеллента фулемицина более 50 МДж/л — в качестве сравнения: бензин чуть менее 32 МДж/л, керосин и ракетное топливо приблизительно 35 МДж/л топлива. Сейчас они работают над повышением эффективности производства бактерий и оптимизацией фулемицина с помощью ферментов.
Кроме того, для проведения испытаний настоящего ракетного двигателя требуется 10 кг топлива, но пока такого количества у экспериментаторов нет. Исследователи намерены также разработать биотопливо с оптимальной длиной молекулярной цепи в зависимости от области применения: с более длинной цепочкой — для ракет, более короткой — для самолетов, а со средней — для дизельного топлива.
