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Les microbes à base de sucre peuvent être utiles pour faire fonctionner les voitures à l’avenir

Les chercheurs expliquent dans une publication à paraître qu’ils ont utilisé les merveilles de la biologie et de la chimie pour convertir le glucose (une sorte de sucre) en oléfines, un type d’hydrocarbure et l’un des nombreux types de molécules qui composent l’essence. Zhen Q. Wang de l’Université de Buffalo et Michelle C. Y. Chang de Californie, Berkeley, ont dirigé l’effort. La création de biocarburants à partir de ressources renouvelables telles que le glucose a le potentiel d’améliorer considérablement les technologies d’énergie verte.

Les oléfines constituent une infime fraction des molécules de l’essence telle qu’elle est maintenant générée. Néanmoins, Wang pense que la technique de l’équipe pourrait être modifiée à l’avenir pour créer d’autres types d’hydrocarbures, y compris certains des composants supplémentaires de l’essence. Elle mentionne également que les oléfines ont des utilisations autres que les combustibles puisqu’elles sont utilisées dans les lubrifiants industriels et comme précurseurs du plastique.

Pour terminer l’enquête, les chercheurs ont commencé par donner du glucose à des souches d’E. coli qui ne sont pas nocives pour les humains. « Ces bactéries sont des accros au sucre, pires que nos enfants », plaisante Wang. Les souches d’E. coli utilisées dans les études ont été génétiquement modifiées pour créer un ensemble de quatre enzymes qui convertissent le glucose en produits chimiques connus sous le nom d’acides gras 3-hydroxy. Les bactéries ont commencé à produire des acides gras en absorbant le glucose.

Pour compléter la transition, les chercheurs ont utilisé un catalyseur connu sous le nom de pentoxyde de niobium (Nb2O5) pour couper les sections indésirables des acides gras dans un processus chimique, donnant le produit final: les oléfines. Les enzymes et le catalyseur ont été découverts par essais et erreurs, les scientifiques essayant plusieurs composés avec des qualités qui convenaient au travail à accomplir.

« Nous avons fusionné ce que la biologie peut faire de mieux avec ce que la chimie peut faire de mieux pour produire ce processus en deux étapes », explique Wang, Ph.D., professeur adjoint de sciences biologiques à l’UB College of Arts and Sciences. « Nous avons pu produire directement des oléfines à partir du glucose en utilisant cette approche. » « La création de biocarburants à partir de ressources renouvelables comme le glucose est extrêmement prometteuse pour développer des technologies d’énergie verte », ajoute Wang.

« La photosynthèse, qui transforme le dioxyde de carbone et l’eau en oxygène et en sucre, est la façon dont les plantes fabriquent le glucose. Ainsi, le carbone dans le glucose et, éventuellement, les oléfines est dérivé du dioxyde de carbone extrait de l’environnement. « Wang va plus loin dans les détails.

Cependant, d’autres recherches sont nécessaires pour bien comprendre les avantages de la nouvelle technologie et si elle peut être efficacement mise à l’échelle pour produire des biocarburants ou d’autres applications. L’une des premières préoccupations auxquelles il faut répondre est la quantité d’énergie que les oléfines productrices utilisent; si le coût de l’énergie est trop élevé, la technologie doit être modifiée pour être réalisable à l’échelle industrielle.

Les scientifiques veulent également augmenter le rendement. Wang estime qu’il faut maintenant 100 molécules de glucose pour fabriquer environ huit molécules d’oléfines. Elle espère améliorer ce ratio en persuadant E. coli de créer plus d’acides gras 3-hydroxylés pour chaque gramme de glucose ingéré.

Cela ressemble à l’alchimie moderne: convertir le sucre en hydrocarbures similaires à ceux que l’on trouve dans l’essence. Mais c’est exactement ce qu’ont fait les scientifiques. En utilisant des bactéries génétiquement modifiées, le glucose peut être converti en un acide gras, qui peut ensuite être converti en oléfines, qui sont des hydrocarbures. Pour cultiver de telles bactéries, les scientifiques les placent dans des flacons chargés de nutriments et les secouent dans un incubateur pour favoriser la circulation de l’oxygène.

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