وقود جديد للطائرات من «بكتيريا التربة»

باحثون توصلوا إلى آلية تسمح بتكرار إنتاجه

البكتيريا التي تصنع الجزيئات المحتوية على البروبان الحلقي (الفريق البحثي)

تقوم الطائرات بنقل الأشخاص، وشحن البضائع، وتنفيذ العمليات العسكرية، لكن الوقود البترولي الذي يشغلها شحيح. وفي دراسة نشرت في 30 يونيو (حزيران) الماضي بمجلة «جول»، وجد الباحثون في مختبر لورانس بيركلي، التابع لوزارة الطاقة الأميركية، طريقة لتوليد وقود نفاث بديل عن طريق حصاد جزيء كربون غير عادي ينتج عن عملية التمثيل الغذائي للبكتيريا الموجودة عادة في التربة.
يقول المؤلف الرئيسي بابلو كروز موراليس، الباحث بالجامعة التقنية بالدنمارك، والذي كان يعمل بمختبر لورانس بريكلي في تقرير نشره الموقع الإلكتروني لدار النشر «سيل برس»، إن «كل ما يتطلب طاقة لإنتاجه سيطلق الطاقة عندما يشتعل، وعندما يتم اشتعال وقود الطائرات البترولية، فإنه يطلق كمية هائلة من الطاقة، ويعتقد العلماء أنه لا بد من وجود طريقة لتكرار هذا دون انتظار ملايين السنين لتكوين وقود أحفوري جديد».
وتولدت الفكرة قبل سنوات، عندما كان كروز موراليس، يعمل بمختبر جاي كيسلينغ بجامعة كاليفورنيا، حيث اقترح كيسلينغ حينها العمل على تصنيع جزيء صعب لديه القدرة على إنتاج الكثير من الطاقة، وقال لموراليس حينها إن تحقيقه سيكون إنجازا غير مسبوق. والجزيء الذي أراد كيسلينغ إعادة إنشائه يسمى «جيوسمين»، ويتم إنتاجه طبيعيا بواسطة «ستربتوميسيس»، وهي بكتيريا شائعة، كان موراليس عمل عليها في الماضي.
يقول موراليس: «الوصفة موجودة بالفعل في الطبيعة، حيث يتم إنتاج الجزيء ذي الشكل المسنن عن طريق التمثيل الغذائي الأصلي للبكتيريا أثناء تناولها للغلوكوز، فعندما تأكل السكر أو الأحماض الأمينية، فإنها تكسرها وتحولها إلى لبنات بناء للروابط من الكربون إلى الكربون».
ويضيف «أنت تصنع دهونا في جسمك بنفس الطريقة، وبنفس الكيمياء، لكن هذه العملية البكتيرية لها بعض التقلبات المثيرة للاهتمام، والتي تعطي الجزيئات خصائصها المميزة. وهذه التقلبات، هي اندماج حلقات البروبان الحلقي، وهي حلقات من ثلاث ذرات كربون مرتبة في شكل مثلث». وبعد تحليل دقيق، وجد الفريق البحثي أن الإنزيمات المسؤولة عن تكوين جزيئات البروبان الحلقي عالية الطاقة كانت عبارة عن مركبات بوليكيتيد. يقول موراليس: «توليفات البوليكيتيد هي الأداة البيولوجية النهائية لصنع الكيمياء العضوية».
ويوضح أن الوقود الذي تنتجه البكتيريا يعمل كثيرا مثل وقود الديزل الحيوي، ويحتاج إلى المعالجة حتى يشتعل عند درجة حرارة أقل من درجة الحرارة اللازمة لحرق الأحماض الدهنية، ولكن عند الاشتعال، سيكون قويا بما يكفي لإرسال صاروخ إلى الفضاء. ويضيف «إذا تمكنا من صنع هذا الوقود بالبيولوجيا، فلا توجد أعذار لاستمرار الوقود التقليدي، فهذا يفتح الباب أمام إمكانية جعل الإنتاج مستداما».
وفي المستقبل، يأمل كروز موراليس أن يتمكن هو وفريق باحثي وزارة الطاقة الذين عملوا في المشروع من توسيع نطاق هذه العملية بحيث يمكن استخدام الوقود البديل بالفعل في الطائرات. يقول: «يجيب السير في هذا الاتجاه سريعا، لأن الوقود الأحفوري سوف ينفد، وستكون هناك نقطة، ليست بعيدة من الآن، عندما نحتاج إلى حلول بديلة».