ต้นยางไม่ใช่พืชชนิดเดียวที่สร้างไอโซพรีน ในวันที่อากาศร้อนและไม่มีลมแรงในเทือกเขาบลูริดจ์ที่ทอดยาวจากจอร์เจียไปจนถึงเพนซิลเวเนีย หมอกควันสีน้ำเงินของก๊าซไอโซพรีนมักจะปกคลุมเหนือผืนป่า
แม้ว่านักวิทยาศาสตร์จะไม่ทราบแน่ชัดว่าทำไมพืชบางชนิดจึงผลิตไอโซพรีน แต่ดูเหมือนว่าสารเคมีจะปกป้องจากผลเสียหายจากอุณหภูมิที่สูงได้ ในวันเดียว พืชในโลกปล่อยไอโซพรีนมากกว่าที่ผู้ผลิตใช้ในหนึ่งปี
เมื่อนักชีววิทยา Anastasios Melis
แห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ได้ยินตัวเลขเหล่านี้เป็นครั้งแรก เขารู้สึกทึ่งกับศักยภาพมหาศาลของไอโซพรีนที่ผลิตจากพืชเป็นเชื้อเพลิงไฮโดรคาร์บอนและวัตถุดิบสำหรับการสังเคราะห์ยาง แต่เขายังตระหนักด้วยว่าการรวบรวมไอโซพรีนจากอากาศนั้นไม่ง่ายเหมือนการระบายยางออกจากต้นไม้ Melis กล่าวว่า “การคลุมไม้พุ่มของป่าอาจไม่ใช่สิ่งที่เป็นประโยชน์ที่สุด
เขาคิดว่าแนวทางที่ดีกว่าคือการสร้างจุลินทรีย์เพื่อผลิตไอโซพรีน การแนะนำยีนสำหรับเอนไซม์ isoprene synthase ของพืชให้เป็นจุลินทรีย์ที่ง่ายต่อการใช้งาน สามารถผลิตวัตถุดิบสำหรับยางในรูปแบบที่สะดวกได้ “มันเป็นแนวทางที่ตรงไปตรงมามาก” เมลิสกล่าว
เขาไม่ใช่คนเดียวที่คิดอย่างนั้น ขณะนี้กลุ่มวิจัยหลายกลุ่มกำลังทำงานเกี่ยวกับการผลิตไอโซพรีนของจุลินทรีย์ หนึ่งในกระบวนการที่ใกล้เคียงกับความเป็นไปได้ทางการค้ามากที่สุดมาจากบริษัทเทคโนโลยีชีวภาพซึ่งปัจจุบันเป็นส่วนหนึ่งของ DuPont Industrial Biosciences แนวคิดนี้พัฒนาขึ้นเพื่อตอบสนองต่อคำขอในปี 2550 จากบริษัท Goodyear Tyre & Rubber ซึ่งเป็นผู้บริโภคร้อยละ 13 ของอุปทานไอโซพรีนของโลก ซึ่งอยู่ภายใต้แรงกดดันจากราคาน้ำมันที่พุ่งสูงขึ้น
ในปี 2010 ในกลุ่มเทคโนโลยีชีวภาพอุตสาหกรรมกลุ่มบริษัท
ดูปองท์ได้อธิบายวิธีการใช้แบคทีเรีย Escherichia coli ที่ออกแบบทางวิศวกรรม เพื่อหมักไอโซพรีนจากน้ำตาล ไอโซพรีนจะฟองออกจาก ซุป อีโคไล ที่หมัก เป็นแก๊ส ทำให้ง่ายต่อการรวบรวมในรูปแบบบริสุทธิ์ที่จำเป็นสำหรับการผลิตยาง จากไอโซพรีนของจุลินทรีย์นี้ กู๊ดเยียร์จึงผลิตยาง “สีเขียว” ที่แตกต่างจากยางสังเคราะห์มาตรฐานทั่วไป
ข้อเสียประการหนึ่งของแนวทางของดูปองท์คือต้องอาศัยเชื้อเพลิง — น้ำตาล — ซึ่งเป็นอาหารด้วย ราคาน้ำมันที่พุ่งสูงขึ้นแบบเดียวกับที่กู๊ดเยียร์ต้องมองหาแหล่งไอโซพรีนใหม่ๆ ยังจุดชนวนให้เกิดวิกฤตราคาอาหารโลกซึ่งในบางกรณีก็จบลงด้วยการจลาจล บางคนตำหนิส่วนหนึ่งของวิกฤตนี้ว่าด้วยการผันทรัพยากรอาหารไปสู่การผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ เพื่อหลีกเลี่ยงการแข่งขันกับอาหาร หลายบริษัทรวมถึงดูปองท์กำลังพยายามหาวิธีในการหมักเชื้อเพลิงและสารเคมีจากเศษไม้ที่กินไม่ได้
แต่เมลิสให้เหตุผลว่าแทนที่จะพยายามแปลงพลังงานในพืชเป็นไอโซพรีนผ่านแบคทีเรีย การตัดพ่อค้าคนกลางออกไปจะเป็นการเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากกว่า จุลินทรีย์สังเคราะห์แสงที่ออกแบบทางวิศวกรรม เช่น ไซยาโนแบคทีเรียและสาหร่ายขนาดเล็ก สามารถเปลี่ยนพลังงานของดวงอาทิตย์เป็นไอโซพรีนได้โดยตรง สิ่งนี้จะขจัดความจำเป็นในการปลูก เก็บเกี่ยว ตากแห้ง และแปรรูปวัสดุจากพืชเพื่อเลี้ยงจุลินทรีย์ ปีที่แล้วในสาขา Biotechnology and Bioengineeringนักวิจัยของ Melis และ UC Berkeley Fiona Bentley ได้อธิบายระบบสำหรับการผลิตไอโซพรีนโดยใช้ไซยาโนแบคทีเรียมSynechocystisออกแบบด้วยยีนสังเคราะห์ไอโซพรีนจากเถาวัลย์คุดสุ แม้ว่าผลผลิตจะต่ำเกินไปสำหรับการผลิตเชิงพาณิชย์ Melis หวังว่าทีมของเขาจะสามารถปรับเปลี่ยนกระบวนการเมตาบอลิซึมของจุลินทรีย์ใหม่เพื่อบังคับทรัพยากรให้มากขึ้นในการสังเคราะห์ไอโซพรีน
บริษัทหลายแห่งกำลังหาวิธีเกลี้ยกล่อมจุลินทรีย์ให้ผลิต 2,3-บิวเทนไดออลปริมาณมาก ซึ่งสามารถแปลงทางเคมีเป็นบิวทาไดอีน ซึ่งเป็นพื้นฐานของยางสังเคราะห์อีกประเภทหนึ่ง โดยส่วนใหญ่ บริษัทเหล่านี้เลี้ยงการหมักด้วยวัสดุจากพืช แต่บริษัท LanzaTech พยายามที่จะป้อนมลภาวะของจุลินทรีย์ที่ปล่อยออกมาจากโรงถลุงเหล็ก
การถลุงเหล็กทำให้เกิดก๊าซเสียผสมกัน รวมถึงคาร์บอนมอนอกไซด์ คาร์บอนไดออกไซด์ และไฮโดรเจน ซึ่งมักถูกเผาไหม้ในเปลวเพลิงขนาดใหญ่ LanzaTech นำก๊าซเสียเหล่านี้ไปแปลงเป็น 2,3-butanediol ด้วยความช่วยเหลือของแบคทีเรียสายพันธุ์ที่แยกได้จากมูลกระต่าย
แบคทีเรียนั้นคลอสตริเดียม ออโตเอทาโนจีนัมก๊อกแก๊สที่สัตว์ปล่อยเป็นของเสีย เช่น คาร์บอนมอนอกไซด์ คาร์บอนไดออกไซด์ และไฮโดรเจน เป็นพลังงาน ในกระบวนการนี้จะทำให้กรดอะซิติกและเอทานอล นักวิจัยของ LanzaTech กำลังพยายามควบคุมC. autoethanogenumและญาติเพื่อสร้างเชื้อเพลิงชีวภาพจากของเสียจากโรงถลุงเหล็ก
แต่เช่นเดียวกับบริษัทสตาร์ทอัพรายอื่นๆ ที่ทำงานเกี่ยวกับเชื้อเพลิงชีวภาพ LanzaTech ก็กำลังตรวจสอบว่ากระบวนการของบริษัทสามารถปรับให้เข้ากับการผลิตผลิตภัณฑ์เคมีที่ทำกำไรได้มากกว่า เช่น ยางหรือไม่ ในปี 2554 นักวิจัยของ LanzaTech รายงานในจุลชีววิทยาประยุกต์และสิ่งแวดล้อมว่าC. autoethanogenumผลิต 2,3-butanediol ในปริมาณที่น่านับถือเมื่อปลูกในก๊าซเสียที่มีคาร์บอนมอนอกไซด์
credit : performancebasedfinancing.org shwewutyi.com banksthatdonotusechexsystems.net studiokolko.com folksy.info photosbykoolkat.com tricountycomiccon.com whoownsyoufilm.com naturalbornloser.net turkishsearch.net
