喝西北风也能吃饱?——来看看空气如何变馒头

空气变馒头?真的吗?

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真的 , 这个看似天方夜谭的想象正在成为可能 。 2021年9月 , 中科院发布了一项重要的科研成果 , 那就是通过人工合成的手段 , 将空气中的二氧化碳转化为淀粉 。 这是在国际上首次实现二氧化碳到淀粉的全人工合成 。 相关成果已由国际知名学术期刊《科学》在线发表 。
为什么要人工合成淀粉呢?

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一直以来 , 科学家们就有一个梦想 , 就是把农业种植的一些产品 , 通过工业化方式来生产 。 种庄稼来获取粮食淀粉 , 这是我们习以为常的一种模式 , 但是毕竟我们的土地有限 , 人口越来越多 , 粮食需求越来越多 , 对农业的压力也越来越大 。 我们是不是可以用一种高效的工业方式来生产、制造传统农业产品 , 来提高我们的生产效果呢?
这是怎么做到的?

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植物吸收阳光作为能量 , 然后在体内把二氧化碳和水变成碳水化合物和氧气 。 这就是植物的光合作用 。 人工合成淀粉与植物的光合作用相似 , 同样利用太阳能、二氧化碳和水 , 不过反应场所不是植物体内 , 改在了反应罐里 。

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太阳能发电后 , 电解水再制成氢 。 氢气与二氧化碳在酶的催化下 , 形成一种拥有一个碳分子的化合物 。 接下来 , 就是一个堆积木的过程 。 一碳化合物被生物酶催化成三碳化合物 , 三碳化合物再聚合成六碳化合物 。 很多个六碳化合物手拉手连在一起 , 就成了我们想要的产物——淀粉 。

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据专家介绍 , 这是用二氧化碳和电解产生的氢气合成淀粉的一个过程 , 有11步核心生化反应 。 从能量角度看 , 光合作用的本质是将太阳光能转化为淀粉中储存的化学能 , 这成为关键 。 长期以来 , 科研人员一直在努力研究光合作用这个过程 , 希望将光能高效地转变为化学能并储存下来 , 最终提升淀粉的生产效率 。 人工合成淀粉的速率是自然界玉米合成淀粉速率的8.5倍 , 这是人工合成淀粉从“0到1”的概念突破 。 未来 , 淀粉的工业化制造如果能够实现 , 这将会节约90%以上的耕地和淡水资源 , 避免农药、化肥等对环境的负面影响 , 提高人类粮食安全水平 , 促进碳中和的生物经济发展 。
我们现在能吃上这种人工合成淀粉吗?
据说现在专家都不舍得尝自己合成出的淀粉 。 因为这些淀粉比金子还贵 。

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在实验室制作的酶催化剂成本非常高 , 稳定性也不高 。 因为酶催化剂和化学催化剂还不太一样 , 一热就容易失去活性 。 这种技术如果成熟 , 大概还需10年左右 。 人工合成淀粉这一技术把二氧化碳作为原料 , 昔日全球生态的“祸首”有望成为新的资源 。 这项技术为碳达峰、碳中和目标的实现 , 提供了一条新的路径 。
喝西北风也能吃饱?——来看看空气如何变馒头】来源:央视科教