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    乙烯是一種無色、無臭、略帶甜味的氣體，是生產(chǎn)有機(jī)原料的基礎(chǔ)，廣泛應(yīng)用于合成纖維、合成橡膠、合成塑料以及合成乙醇的制造。但在乙烯制備中長期以來所使用的裂解法需要耗費(fèi)大量熱量（裂解溫度為750℃—950℃），乙烯生產(chǎn)企業(yè)也被扣上了“耗能大戶”的帽子。

    為找到更為高效和廉價(jià)的乙烯制備方法，世界各國的科學(xué)家們已經(jīng)進(jìn)行了30多年的努力。其間雖然也取得了一些進(jìn)展，但到目前為止仍沒有任何一種技術(shù)能完全取代裂解法在商業(yè)生產(chǎn)中得以大規(guī)模應(yīng)用。

    美國《紐約時(shí)報(bào)》近日?qǐng)?bào)道稱，一個(gè)由分子生物學(xué)家和材料學(xué)家組成的小組表示，他們通過使用一種經(jīng)過基因改造的病毒，不但可以大幅提高甲烷轉(zhuǎn)換為乙烯的效率，還能顯著降低生產(chǎn)過程中熱量的消耗。研究人員稱，如果這種材料能夠大規(guī)模商業(yè)量產(chǎn)，將預(yù)示著與分子生物學(xué)和化學(xué)工業(yè)相關(guān)的一系列技術(shù)變革的到來。

    這家位于硅谷的納米技術(shù)公司的研究人員稱，他們生產(chǎn)乙烯的技術(shù)主要依賴一種具有催化作用的基因工程病毒。該反應(yīng)的關(guān)鍵在于該病毒能在其表面包裹一層雜亂的、具有催化效用的納米線（研究人員稱其為“毛團(tuán)”），這種特殊的結(jié)構(gòu)能為化學(xué)反應(yīng)提供更多的化合空間，從而加強(qiáng)了反應(yīng)效果，也讓反應(yīng)所需的能量大為減少。

    據(jù)介紹，這個(gè)化學(xué)過程被稱為“甲烷氧化耦合”，從上世紀(jì)80年代開始一直是石油化工領(lǐng)域研究人員所研究的熱點(diǎn)。雖然取得了一定成果，但在實(shí)際能耗上卻一直改進(jìn)不大。而在使用了這個(gè)包裹了不特定金屬線的病毒制造的毛團(tuán)后，研究人員在200℃—300℃下就完成了制備乙烯的化學(xué)反應(yīng)。

    研究人員利用的這種病毒名為噬菌體。這種對(duì)人體無害的病毒具有一種獨(dú)特的本領(lǐng)——能夠識(shí)別并附著于某些特定的材料之上。首先提出這種技術(shù)的是麻省理工學(xué)院分子生物學(xué)家安吉拉·貝爾奇。

    貝爾奇的實(shí)驗(yàn)室去年就曾在《科學(xué)》雜志上發(fā)表論文，描述了在室溫下合成鈷氧化物納米線的方法，該方法可提高鋰電池的容量。今年4月，貝爾奇的研究團(tuán)隊(duì)對(duì)一種病毒進(jìn)行改造，將其作為生物支架把一些納米組件搭建在一起，成功模擬了植物光合作用的原理，在室溫下將水分子分解成了氫原子和氧原子。下一步，研究人員還計(jì)劃進(jìn)一步優(yōu)化催化方法，在室溫下將乙醇轉(zhuǎn)化為氫氣。除此之外，該技術(shù)還可應(yīng)用于生物燃料、氫燃料電池、二氧化碳封存以及癌癥的診斷和治療等領(lǐng)域。

    研究人員坦言，對(duì)于這種觸媒表面的特殊化學(xué)性能，他們還并未完全理解。但“我們現(xiàn)在考慮的是‘還有什么問題需要去解決’，這就是我們努力的目標(biāo)和方向”，貝爾奇說。