佐治亚理工学院和联合生物能源研究所的研究人员设计了一种细菌来合成脊烯，由树木产生的碳氢化合物可以替换导弹和其他航空航天应用中的高能量燃料，例如JP-10。随着工艺效率的改进，生物燃料可以补充石油基JP-10的有限公司，也可以促进新一代更强大的发动机的发展。
通过将酶从树木插入细菌，第一作者和格鲁吉亚科技研究生斯蒂芬萨里亚，在助理教授Pamela Peralta-Yahya的指导下工作，六倍的先前生物工程努力推动了六折的Pinene生产。虽然在Pinene Dimers可以与基于石油的JP-10竞争之前需要更加戏剧性的改进，但科学家认为他们已经确定了必须克服的主要障碍以实现这一目标。
该研究于2014年2月27日，该研究由Geralta-Yahya的实验室和美国能源部授予佩尔特拉 - Yahya的实验室和美国能源部。ACS合成生物学。
“我们已经为具有高能量密度的战术燃料进行了可持续的前兆，”化学和生物化学学院助理教授和格鲁吉亚理工学院的化学和生物分子工程学院佩拉塔雅达说。“我们专注于制作一个”辍学“的燃料，这些燃料看起来就像是从石油生产的那样，并且可以适应现有的分销系统。”
具有高能量密度的燃料在最小化燃料重量重要性的应用中非常重要。用于电动汽车和主要用于卡车的柴油的汽油均比JP-10少于卡车的能量较少。JP-10的分子排列，其包括碳原子的多个应变环，其能量密度较高。
可以从每桶油中提取的JP-10的量是有限的，并且诸如树的潜在类似的化合物的来源不能提供很多帮助。有限的供应将JP-10的价格推出每加仑25美元。价格点为生物燃料替代的研究人员提供了在更换汽油和柴油的科学家的真正优势。
“如果您试图替代汽油，您正在竞争每加仑3美元，”Peralta-Yahya指出。“这需要很长的优化过程。我们的进程将在较短的时间内以每加仑25美元竞争。“
虽然在生产乙醇和生物柴油燃料的情况下，在高能量JP-10的替代品已经完成了相对较少的工作。
Peralta-Yahya和合作者通过研究可以插入的替代酶来提高以前的努力大肠杆菌细菌。它们在两类酶 - 三类合成酶（PS）和三个小磷酸二磷酸合成酶（GPPS）上沉降 - 并试验到哪种组合产生了最佳结果。
他们的结果比早期的努力要好得多，但研究人员被困惑，因为对于不同的烃，类似的酶每升产生更多的燃料。因此，他们尝试了额外的步骤来提高他们的效率。它们将两种酶放在彼此相邻的酶大肠杆菌细胞，确保由一种酶产生的分子立即接触另一个。这使得它们的产量增加到每升32毫克 - 比早期的努力更好，但仍然没有与基于石油的JP-10竞争。
Peralta-Yahya认为现在存在的问题是内置的过程抑制，这将更具挑战性地解决。
“我们发现酶被底物抑制，并且抑制浓度依赖，”她说。“现在我们需要在高底物浓度下不抑制的酶，或者我们需要一种能够在整个运行过程中保持低底物浓度的途径。这两者都很困难，但不是不可逾越的问题。“
有竞争力的是，研究人员将不得不提高他们的Pinene 26折的生产。Peralta-Yahya表示，这在生物工程的可能性范围内大肠杆菌。
“尽管我们仍然处于每升千兆，所以我们试图制作的产品比柴油或汽油更昂贵，但我们相对较近，”她说。
理论上，可以生产成本低于基于石油的源的成本的固烯。如果可以完成 - 如果所产生的生物燃料在这些应用中运行良好 - 那么可以通过增加的高能量燃料供应来打开门的较轻和更强大的发动机。由PinEne的二聚化产生的脊烯二聚体已经显示为具有与JP-10类似的能量密度。
提交：航空航天+防御
