2020年6月24日
面对迫在眉睫的气候危机威胁，开发有效的化石燃料替代品已变得至关重要。一种选择是使用被称为生物燃料的清洁燃料，这种燃料可以从生物质能等自然资源中生产出来。
以植物为基础的聚合物纤维素是全球生物量最丰富的形式，可以转化为葡萄糖和木糖等原料，用于生产生物乙醇(一种生物燃料)。欧洲杯足球竞彩但是，这个过程是具有挑战性的，因为分子的刚性和致密的结构，使其不溶于水。
全球化学家和生物技术专家已经使用微波辐射、水解和超声波等传统技术来降解这种聚合物，但这些过程需要极端的条件，因此是不可持续的。
为此，一项新的研究发表在能源和燃料包括川崎隆康博士(东京理工大学)、Zen Heishun博士(京都大学高级能源研究所)、Hayakawa Yasushi教授(日本大学量子科学研究所电子束研究与欧洲杯线上买球应用实验室)、Ohta Toshiaki教授(立命馆大学SR中心)、和Koichi Tsukiyama教授(东京科学大学)开发了一种新型的纤维素降解技术。欧洲杯线上买球
这项技术是基于一种称为红外自由电子激光器(IR-FEL)的激光，其波长可在3 ~ 20 μm范围内调节。这种新方法是一种很有前景的纤维素零排放降解绿色技术。
川崎博士说,“IR-FEL的一个独特特征是，它可以诱导分子的多光子吸收，并可以修改物质的结构。到目前为止，这项技术已经被用于物理、化学和医学的基础领域，但我们想用它来推动环境技术的进步。”
科学家们知道IR-FEL可以用于对各种生物分子进行解离反应。纤维素是一种生物聚合物，由碳、氧和氢分子组成，它们之间形成不同长度和角度的共价键。
聚合物在9.1、7.2和3.5 μm波长处有3个红外波段，分别对应3个不同的键:C-O伸缩键、H-C-O弯曲键和C-H伸缩键。在此基础上，科学家们通过调整IR-FEL的波长到这三个波长来辐照粉末状纤维素。
然后，他们使用电喷雾质谱和同步辐射红外显微镜等技术分析产品，发现纤维素分子已经成功分解为葡萄糖和纤维二糖(生物乙醇生产的前体分子)。
不仅如此，他们的产品产量很高，这使得这个过程非常高效。川崎博士解释说,“这是世界上第一个使用IR-FEL从纤维素中有效获取葡萄糖的方法。由于该方法不需要有害的有机溶剂、高温、高压等苛刻的反应条件，因此优于其他传统方法。
除了生产生物燃料，纤维素还有很多应用，例如，作为生物相容性细胞膜、抗菌片和混合纸材料的功能性生物材料。欧洲杯足球竞彩因此，这项研究中开发的新方法在医疗保健、技术和工程等各个行业都有前景。
此外，Kawasaki博士乐观地认为，他们的方法不仅可以处理纤维素，还可以处理其他木材成分，并且可以被证明是一种再生森林生物质的创新方法。他总结说,“我们希望这项研究将有助于一个‘无油’社会的发展。”
来源:https://www.tus.ac.jp/en/