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印度班加罗尔——在不断寻找具有成本效益的替代燃料来源的过程中，研究人员正在研究利用基因工程改造的硅藻制造生物燃料，硅藻是一种单细胞藻类，其外壳由玻璃状二氧化硅构成。
这些微小的植物，通常在河流和湖泊中作为覆盖在水下石头上的棕色薄膜以及海洋中的浮游植物被观察到，通常在其细胞内部含有油滴。石油是植物在食物匮乏时的食物来源。对硅藻油的科学分析表明，它非常适合用作生物燃料，T. V. Ramachandra 说，他是印度科学研究所（IISc）的生态科学教授，他与 IISc 研究人员 Durga Mahapatra 和 Karthick Balasubramanian 以及理查德·戈登一起从事该项目，他是马尼托巴大学温尼伯分校的放射学教授。
Ramachandra 坐在班加罗尔 IISc 校区绿树成荫的一角，他在堆满书籍的办公室里提出，或许有可能“像挤牛奶一样从硅藻中提取石油”。他和他的同事一直在讨论一种可以提取这种石油而不是发电的太阳能电池板。
石油可以占硅藻细胞总质量的四分之一，如果能找到一种有效的方法从硅藻中提取石油，他补充说，“一公顷的硅藻养殖可以产生大豆养殖 10 到 200 倍的石油，” Ramachandra 说。(其他独立研究小组也证实了这一估计。)
研究人员建议创建一个生物太阳能电池板，其中包含硅藻而不是光伏电池。硅藻将在营养丰富的水溶液中漂浮，并在阳光照射下产生石油。硅藻已经通过胞吐作用分泌二氧化硅——这是一种细胞将分泌物引导到细胞壁外的生物过程。如果可以使硅藻同样分泌它们产生的石油，那么它就可以很容易地被收获。（由于石油被用作储备营养——就像脂肪一样——硅藻没有进化出分泌它的机制。）
新的硅藻物种
硅藻在石油生产方面可能还有其他优势。它们繁殖迅速——一些物种在短短五小时内将其生物量增加一倍。硅藻数量也相当多，估计物种数量超过一百万。“仅在印度就有 2500 种硅藻，”Balasubramanian 说，他正在撰写有关这些藻类的博士论文。他在寻找含油量最高的硅藻时在印度发现了三个新物种。
Ramachandra 和他的同事建议通过操纵产生石油的基因来基因改造硅藻，从而提高其产量。“有可能对硅藻进行基因改造，使其胞吐[释放]它们的油滴，”研究人员在最近一期美国化学学会杂志《工业与工程化学研究》上发表的一篇概述他们想法的论文中写道：“这可以实现连续收获，并由硅藻本身提供清洁的油与硅藻的分离。”
例如，太阳能电池板中水基营养液将导致油分离出来。Ramachandra 设想的过程类似于牛奶中奶油上升到顶部。
正如他和他的合作者所说，“在硅藻上至少有一层水的情况下，分泌的油滴会在重力作用下分离，上升到倾斜面板的顶部，形成不稳定的乳液，该乳液应逐渐分离。然后可以撇去石油，这非常类似于未均质化的哺乳动物牛奶中上升到顶部的奶油。”
生产成本
许多专家对这项研究很感兴趣，但指出现在要知道它将如何发展还为时过早。马克·希尔德布兰德是加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋学研究所的研究员，他说，这种技术发展中的“主要考虑因素”是“生产的经济成本”。
迄今为止，模型显示，“唯一经济可行的生产大量生物质的方法，以取代我们大部分的化石燃料需求，需要一个开放的池塘系统，” 希尔德布兰德说。尽管他不否认 Ramachandra 等人提出的系统的价值，该系统可能对研究特别有用，但他表示现在要知道还为时过早。
他说：“基本概念类似于建议在温室而不是在露天种植农业作物。” “大规模地，它的成本太高了。”
可持续农业
但 Ramachandra 坚持认为，硅藻太阳能电池板的一个优点是，它可以利用廉价的设备和方法来创建和维护。Ramachandra 说，这与需要复杂制造设施的光伏太阳能电池板不同。在像印度这样阳光充足的热带国家，每个村庄都可以放置含有当地硅藻的生物燃料生产太阳能电池板。研究表明，硅藻油可以直接用作生物燃料，无需进一步加工，Ramachandra 说，这是另一个优势。另一个优势是硅藻会消耗二氧化碳，因此硅藻太阳能电池板将非常可持续。
到目前为止，该团队已经培养和研究了不同的硅藻，并探索了基因改造它们的方法，但尚未构建太阳能电池板。尽管如此，包括印度联合利华有限公司（跨国公司联合利华的印度子公司）在内的公司已经多次与研究人员交谈，表现出了兴趣。
Ramachandra 说，下一步是以尽可能低的成本弄清楚如何实施硅藻太阳能电池板。