Las moléculas triangulares de carbono están llenas de energía, pero precisamente por eso son difíciles de fabricar. Los investigadores pusieron a trabajar a las bacterias, y lo lograron de todos modos. Esto podría conducir a un combustible renovable para la aviación.
Las bacterias pueden hacer una molécula triangular difícil de sintetizar que contiene suficiente energía para servir como combustible para aviones. Ese informe microbiólogo Pablo Cruz Morales de la Universidad Técnica de Dinamarca cerca de Copenhague y colegas en la revista julios†
Los ciclopropanos, moléculas triangulares de carbono, se encuentran entre las moléculas cíclicas más ricas en energía que existen. Los cuatro enlaces de un átomo de carbono normalmente forman un ángulo de 109,5 grados. Pero en una molécula triangular es de 60 grados, por lo que los enlaces están bajo tensión.
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toque falso
Elástico
Compáralo con elástico estirado en la medida de lo posible. Cuando se suelta, regresa con fuerza a su situación original sin estrés. La energía almacenada en la molécula se libera cuando se rompen los enlaces, por ejemplo, durante la combustión. Pero ese triángulo es también la razón por la que la producción es tan difícil. Porque, ¿cómo empujas los átomos de una molécula a una posición tan tensa?
Como suele ser el caso, la naturaleza es más hábil que el químico, por lo que los investigadores observaron las bacterias de la especie. Streptomyces rose overticillatusque viven en el suelo† Hacen la sustancia a partir del azúcar. mandíbulasamicina, una molécula que contiene varios anillos de ciclopropano. Lleva el nombre del clásico de cine Tiburón, por los triángulos que recuerdan a los dientes de tiburón. Las bacterias usan una proteína que agrega las partes triangulares en las moléculas.
bacterias en el trabajo
Los investigadores modificaron genéticamente bacterias de una especie diferente para producir esta proteína y muchas variantes de la misma. Esas bacterias luego produjeron una serie de nuevas moléculas llenas de elementos triangulares. Los investigadores eligieron la sustancia que parecía más adecuada para la aviación y nuevamente hicieron ajustes genéticos inteligentes que hicieron que la bacteria fuera 22 veces más productiva. Los cálculos muestran que el combustible final contiene suficiente energía para reemplazar el queroseno.
Actualmente, la aviación vuela casi exclusivamente con queroseno. Ese combustible fósil es una mezcla de sustancias que también están llenas de estructuras cíclicas, incluidas las triangulares. Siempre hay mucha energía en eso. Pero la combustión de queroseno libera muchos gases de efecto invernadero, mientras que la aviación debe ser climáticamente neutra para 2050. Los combustibles renovables alternativos son una posible solución para esto.
Queroseno
“Es interesante e inteligente que los investigadores hayan podido crear compuestos con una densidad de energía más alta que el queroseno”, dice adrie straathof† Está investigando la producción de combustibles renovables y productos químicos con microorganismos en TU Delft.
Pero hay que hacer una advertencia importante, dice. ‘El método de producción todavía necesita una enorme mejora. Además, la aviación no necesita una mayor densidad de energía, sino una cantidad mucho mayor de sustitutos de queroseno renovables que los disponibles actualmente. El mayor desafío para la aviación es asumir rápidamente la responsabilidad de la producción a gran escala de un sustituto del queroseno”.