科学家利用固氮细菌将空气变成汽油

美国科学家表示，一种存在于大豆根部的固氮细菌所产生的酶可能有望成为实现以空气为动力的新型汽车梦想的关键。这种酶名为钒固氮酶(Vanadium nitrogenase)，还可以将常见工业副产品一氧化碳(CO)转化为丙烷。

固氮菌将一氧化碳变燃料

丙烷是一种点燃后形成蓝色火焰的气体，全美火炉排放的气体都含有丙烷。钒固氮酶通常可以从氮气中生成氨。科学家警告说，这项研究尚处于早期阶段，不过他们同时表示，该研究最终可能会带来全新、环保的燃料生产方式，最终从稀薄的空气提取汽油。参与实施这项研究的美国加州大学欧文分校科学家马库斯-里贝(Markus Ribbe)说：“这种微生物是一种非常常见的土壤细菌，我们对其已有深入了解，并且实施了长期的研究。”

研究结果刊登在最新一期的《科学》杂志上。里贝补充说：“虽然我们仍在研究钒固氮酶，但我们知道这种酶具有不同寻常的特性。”科学家研究的那种微生物名叫棕色固氮菌(Azotobacter vinelandii)，是一种对环境很重要的细菌，它通常存在于像大豆等固氮植物根部周围的土壤中。

农场主之所以对含有棕色固氮菌的植物情有独钟，是因为这种细菌可充分利用多种酶，将大气中毫无用途的氮气变成重要的氨和其他化合物。接下来，其他植物吸收这些化合物，利用它们生长。里贝在研究中与合作者将一种氮——钒固氮酶——隔离出来，用以将氮变成氨。接着，他们从钒固氮酶中分离出氮和氧，并用一氧化碳填补剩余空间。

没有了氮和氧，钒固氮酶开始将一氧化碳变成两到三个原子长的短碳链。一个三碳链通常被称为丙烷，这是一种点燃后形成蓝色火焰的气体，全美的火炉都在使用。加利福尼亚理工学院的科学家乔纳斯-彼得斯说，从科学上讲，钒固氮酶的新功能是一项“意义深远的发现”。

空气变汽油还需时日

里贝说：“很显然，如果我们可以制造出更长的碳碳链，这项发现最终会令我们开发出合成液态燃料。”新酶只能形成两到三个碳链，而不是构成液态汽油的更长链。不过，里贝认为他可以对钒固氮酶做出改动，令其可以生成汽油。如果这项技术得到进一步完善，最终或能令汽车以自身排放的尾气当作部分燃料。而经过更长时间的研究，汽车甚至还能从空气中“吸收”二氧化碳供其运行的燃料，而目前已经拥有将二氧化碳变为一氧化碳的技术。

里贝和彼得斯均表示，在近期内还不能做到这一步。里贝说：“提取钒固氮酶的难度非常大。”由于其在农业方面的重要性，科学家很早以前就对这种酶有了了解。他们甚至在20多年前就隔离出钒固氮酶的基因，为遗传工程师和合成生物学家深入了解这种酶创造了条件。不过，大量提取、生长和储存钒固氮酶的技术直到近几年才开发出来，也令这项最新研究成为可能。在开发出以空气和细菌为燃料的汽车以前，科学家还必须实施进一步研究。

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