主题:中国科学家突破二氧化碳人工合成淀粉技术,星辰大海不是梦想! -- 木头000
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家园 中国科学家突破二氧化碳人工合成淀粉技术,星辰大海不是梦想!

淀粉,在日常生活中几乎随处可见,它既是作粮食最主要的成分,也是重要的工业原料。烹饪调味料、护肤化妆品、杂志封面纸、胶囊外壳、棉纱纺织……无一不用到淀粉。近期,中国科学院天津工业生物技术研究所(以下简称中科院天津工业生物所)的科研团队经过6年探索,在实验室里首次实现了淀粉分子的人工合成。

这是国际上首次创建出电/氢能驱动二氧化碳从头合成淀粉的途径,比自然路线反应步数更少,淀粉合成速率更快。9月24日凌晨,成果在线发表于《科学》杂志。评审专家认为“该工作是典型的0到1原创性突破”,“不仅对未来的农业生产,特别是粮食生产,具有革命性的影响,而且对全球生物制造产业的发展具有里程碑式的意义”。

一问:他们为什么要合成淀粉?

淀粉并非稀缺资源。要想得到淀粉,最简单的方法是直接从玉米、薯类等农作物中提取。那么,科研人员为什么还要费时费力地合成淀粉呢?

“我们是想把非常慢的、大面积种植的农业过程,变成高效的、集中化的工业过程。”论文第一作者、中科院天津工业生物所副研究员蔡韬告诉《中国科学报》,“农作物生长周期长,需要大面积种植,而且用于提高产量的各种育种技术已进入平台期,如何更高效地生产淀粉成为一个巨大的挑战。”

二问:淀粉是怎么被合成出来的?

“我们的整体设计思路是将热电厂和水泥厂排放的高浓度二氧化碳分离出来作为原料,将低密度太阳能转化为高密度电/氢能作为能源,形成简单的碳氢化合物,然后再设计出从碳氢化合物到淀粉的生物合成过程。”蔡韬说。

三问:人工合成的淀粉跟自然淀粉一样吗?

“如果把人工合成淀粉做成面条、粉丝的话,大概会像意大利面那样非常劲道。”马延和表示,自然淀粉中是直链淀粉和支链淀粉混在一起,目前实验室里合成的主要是直链淀粉,合成的支链淀粉还没有自然淀粉中的支链淀粉那么复杂。

四问:有可能实现工业化生产吗?

作为一种基础研究领域的原创性突破,人工合成淀粉仍处在实验阶段。那么,未来它是否有工业化生产的可能?对此,科研人员表示,有潜力也有挑战。

五问:接下来他们还要做什么?

“我们做的是应用导向的基础研究,目前取得的只是阶段性进展,后面还面临着很多难题。”蔡韬表示,科研团队已经迈出了第一步,即从理解细胞的基础代谢原理到设计细胞外生物化学反应途径,接下来,他们还要建立从二氧化碳到淀粉的可控网络和生态系统,并尝试在细胞内实现淀粉的人工合成。

尽快实现从“0到1”到“1到10”突破和“10到100”的突破,最终真正解决人类发展面临的重大问题。

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