Sains  

Bakteri Ini Bisa Jadi Bahan Bakar Roket

Bakteri yang dimodifikasi secara genetik dapat menyediakan molekul untuk bahan bakar berenergi tinggi

Bakteri bahan bakar roket

TUDEPOIN.COM – Di ​​masa depan, mikroba dapat memainkan peran penting sebagai pemasok bahan bakar elektronik berbasis bio, seperti yang ditunjukkan oleh tim peneliti baru-baru ini.

Mereka merekayasa bakteri untuk menghasilkan dasar organik untuk bahan bakar berkinerja tinggi.

Mikroba menghasilkan hidrokarbon yang terdiri dari cincin segitiga yang memiliki kepadatan energi yang sangat tinggi bahkan dapat digunakan sebagai bahan bakar roket.

Setidaknya sejak penemuan mobil, konversi minyak mentah menjadi bahan bakar yang dapat digunakan telah memainkan peran utama bagi umat manusia.

Tergantung pada jenis dan struktur hidrokarbon yang diperoleh, solar, bensin, minyak tanah atau bahan bakar roket padat energi diproduksi dari minyak mentah.

Sementara kita manusia baru memproduksi bahan bakar seperti itu selama sekitar 200 tahun, ada banyak bakteri yang telah membuat molekul energi berbasis karbon selama miliaran tahun.

Sebuah tim peneliti yang dipimpin oleh Pablo Cruz-Morales dari Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL) di California kini telah memanfaatkan kemampuan bakteri ini untuk menghasilkan jenis biofuel baru.

“Pertanyaan yang mengarah pada hal ini adalah: struktur menarik apa yang dapat dibuat oleh biologi yang tidak dapat dibuat oleh petrokimia?” kata rekan penulis Eric Sundstrom dari LBNL.

Baca Juga:  Otak Kita Lebih Panas Dari Yang Kita Kira

“Juga, dengan bahan bakar petrokimia, Anda mendapatkan semacam sup dari molekul yang berbeda dan Anda tidak memiliki banyak kendali atas struktur kimia tersebut.”

Oleh karena itu, tujuan dari pekerjaan penelitian tidak hanya untuk menghasilkan bahan bakar yang diketahui secara biologis, tetapi juga untuk menemukan senyawa baru dengan sifat kimia yang lebih baik.

Fokus tim adalah pada molekul siklopropana yang memiliki satu atau lebih cincin karbon tiga atom. Tim menyisir literatur penelitian yang ada untuk senyawa siklopropana organik, tetapi hanya dapat menemukan dua contoh yang diketahui.

Salah satu senyawa ini, yang disebut “jawsamycin”, telah dipelajari secara ekstensif dan dianalisis secara genetik karena minat pada sifat antijamurnya.

Nama ini berasal dari fakta bahwa molekul yang dibuat oleh bakteri Streptomyces, dengan lima cincin siklopropananya, terlihat seperti rahang dengan gigi runcing.

Bagaimanapun, bakteri penghasil jawsamycin hampir tidak mungkin tumbuh di laboratorium.

Oleh karena itu para ilmuwan menggali lebih dalam genom bakteri yang terkait erat untuk menemukan kombinasi enzim yang menghasilkan struktur yang mirip dengan jawsamycin di satu sisi dan memungkinkan produksi terkontrol di sisi lain.

Baca Juga:  Ditemukan Guci Batu Raksasa Misterius di India

Namun, tujuannya bukan untuk menghasilkan molekul siklopropana yang sudah diketahui secara tepat, melainkan untuk meninggalkan bagian dari struktur, menghasilkan produk yang sangat energik yang dapat digunakan sebagai bahan bakar.

Sebagai hasil dari pekerjaan mereka, para peneliti akhirnya menemukan kluster gen yang dapat mereka gunakan untuk menghasilkan metil ester asam lemak dengan hingga tujuh cincin siklopropana. Mereka menyebutnya sebagai POP-FAMEs (polycyclopropanated fatty acid methyl esters) atau fuelimycin. Dengan mentransfer dan mengadaptasi kluster gen ke bakteri Streptomyces albireticuli, para ilmuwan mampu meningkatkan produksi POP-FAME dari mikroba pembawa ini dengan faktor 22.

Melalui uji laboratorium ini, para peneliti memperoleh senyawa siklopropana yang cukup untuk menganalisisnya secara lebih rinci dan mengubahnya menjadi bahan bakar hanya dalam satu langkah pemrosesan lebih lanjut.

Menggunakan simulasi komputer tambahan, mereka juga menentukan kepadatan energi propelan fuelimycin yang dihasilkan.

Menurutnya, produk memiliki kepadatan energi lebih dari 50 megajoule per liter sebagai perbandingan: bensin hanya di bawah 32 megajoule per liter, minyak tanah dan bahan bakar roket sekitar 35 megajoule per liter bahan bakar.

Baca Juga:  Para Ilmuwan Ungkap Posisi Tidur Yang Baik Untuk Otak Manusia

Dalam kelanjutan penelitian mereka, tim sekarang bekerja untuk lebih meningkatkan efisiensi produksi bakteri.

“Dibutuhkan 10 kilogram bahan bakar untuk melakukan tes di mesin roket nyata, dan kami belum sampai di sana,” kata Cruz-Morales.

Mereka juga menyelidiki bagaimana POP-FAME dapat dioptimalkan lebih lanjut dengan enzim yang berbeda. Misalnya, para ilmuwan ingin menghilangkan dua atom oksigen pada molekul, yang menambah berat tetapi tidak menguntungkan selama pembakaran.

“Kami juga bekerja untuk menyesuaikan panjang rantai untuk aplikasi tertentu,” jelas Sundstrom. “Bahan bakar rantai yang lebih panjang dapat mengeras dan baik untuk propelan roket, rantai yang lebih pendek akan baik untuk aplikasi pesawat terbang, dan di tengah bisa menjadi molekul yang merupakan alternatif untuk diesel.”

Pada akhirnya, para ilmuwan berharap akan menemukan kemungkinan yang baik dengan metode mereka untuk menghasilkan sejumlah besar bahan bakar dari limbah tanaman menggunakan bakteri.