​

Các thành viên của nhóm nghiên cứu đến từ Trường Đại học Michigan cho biết rằng nguyên lý này còn có thể được sử dụng để sản xuất nhiều loại hoá chất có giá trị khác như chất dẻo chẳng hạn.

“Chúng tôi hy vọng các loại nhiên liệu sinh học được sản xuất theo 1 cách hiệu quả như thế cuối cùng có thể thay thế những nhiên liệu dựa vào xăng dầu hiện nay”, giáo sư phụ tá Xiaoxia “Nina” Lin cho biết.

Mỗi gallon, isobutanol tạo ra 82% năng lượng nhiệt mà xăng dầu cung cấp khi được đốt cháy, trong khi đó ethanol tạo ra 67%. Ethanol cũng có khuynh hướng hấp thụ nước, gặm mòn các ống dẫn dầu và làm hư hại các động cơ, nhưng isobutanol không dễ hoà lẫn vào nước. Mặc dù ethanol đóng vai trò là chất pha trộn ở các cơ sở hạ tầng xăng dầu ngày nay nhưng nhiều nghiên cứu gia đã tranh cãi rằng isobutanol có thể là chất thay thế.

Tương tự, hệ thống này tạo ra isobutanol từ các chất liệu không ăn được của thực vật, vì thế việc sản xuất nhiên liệu sẽ không ảnh hưởng gì đến giá thành lương thực thực phẩm. Nhóm nghiên cứu của Lin đã sử dụng thân và lá bắp, nhưng hệ sinh thái của chúng cũng có thể xử lý các phụ phẩm nông nghiệp và chất thải lâm nghiệp khác.

Mặc dù nhiều nghiên cứu trước đây đã tập trung vào việc ra 1 loại ‘siêu khuẩn’ có thể thực hiện toàn bộ công việc xử lý các chất thải từ thực vật thành nhiên liệu sinh học nhưng Lin và các đồng sự của cô đã tranh cãi rằng có 1 nhóm chuyên gia vi khuẩn có thể làm tốt việc này hơn.

Loại nấm Trichoderma reesei rất giỏi trong việc phân huỷ chất liệu thô cứng từ thực vật thành các loại đường. Đồng thời, khuẩn Escherichia coli khá dễ dàng để các nghiên cứu gia biến đổi gen. Phòng thí nghiệm của James Liao thuộc Trường Đại học California ở Los Angeles đã cung cấp khuẩn E. coli được biến đổi gen để biến đường thành isobutanol.

Nhóm nghiên cứu đã đặt cả 2 loài vi khuẩn này vào 1 lò phản ứng và cho chúng ăn thân và lá bắp. Các đồng sự đến từ Trường Đại học Michigan đã xử lý trước thức ăn thô này để làm cho nó dễ tiêu hoá hơn.

Những loại nấm này biến thân và lá bắp thành các loại đường để cho cả 2 loài vi khuẩn này ăn, đủ để tạo ra isobutanol. Nhóm nghiên cứu đã tìm cách để thu 1,88g isobutanol/lít chất lỏng ở hệ sinh thái này, đây là hàm lượng cao nhất được báo cáo cho đến nay trong việc biến các chất liệu thô cứng từ thực vật thành nhiên liệu sinh học. Họ còn biến 1 lượng năng lượng lớn nằm trong thân và lá bắp thành isobutanol.

Sự cùng tồn tại hoà hợp giữa nấm và vi khuẩn là sự thành công chính của thí nghiệm này.

“Nhiều lúc 1 loài vi khuẩn chiếm ưu thế hơn trong mẻ cấy thì loài còn lại sẽ chết dần chết mòn”, Minty cho biết. “Đây là vấn đề thường gặp khi bạn ra sức tạo ra những hệ thống này”.

Việc thuyết phục những vi khuẩn này chơi đẹp sẽ đem lại kết quả.

Minty và nhiều người khác trong nhóm nghiên cứu của Lin hiện đang ra sức cải thiện tốc độ biến đổi năng lượng của T. reesei và E. coli. và làm tăng khả năng chống chịu với isobutanol của chúng. Nhiên liệu này độc hại nhưng hàm lượng cao hơn sẽ làm giảm chi phí của việc phân tách nhiên liệu này.

“Chúng tôi thật sự hào hứng về công nghệ này”, Minty cho biết. “Mỹ có khả năng sản xuất 1 tỷ sinh khối trở lên mỗi năm, đủ để sản xuất các loại nhiên liệu sinh học mà có thể thay thế hơn 30% khả năng sản xuất xăng dầu hiện tại của chúng ta”.

Hơn nữa, bằng cách biến đổi những vi khuẩn này theo nhiều cách khác nhau, họ cho rằng hệ thống của họ có thể tạo ra rất nhiều hoá chất dựa vào xăng dầu có giá trị khác.

Dostdongnai theo Science Daily.