全球首次!我国科学家用二氧化碳合成淀粉!比植物制造快8.5倍
淀粉是生活中非常常见的东西,并且淀粉还是小麦、玉米等作物的主要成分,更是工业上的原料。
传统获取淀粉的方式就是依靠农业种植作物,这些农作物能够从空气中捕捉二氧化碳,然后通过光合作用生成淀粉。不过这个方式的生产效率非常低下,换算下来仅有2%的太阳能能够转化为化学能,这是因为光合作用需要经过60多个反应和生理调控,所以人们一直在想办法研究一个高效率生产淀粉的方式,最近我国的科学家就取得了巨大的突破。
中科院的研究人员最近成功合成了一种化学酶,还设计了一套由11个化学反应组合而成的系统,最终成功直接用二氧化碳合成了淀粉。在这项研究当中,研究人员在催化剂的作用下将二氧化碳首先还原成为了碳一化合物,而后利用自己设计的化学酶再将其聚合成碳三化合物,接下来把碳三聚合成碳六,最后再进一步将其聚合成淀粉。
这个方式合成的淀粉和天然淀粉在结构上没有任何的差异,更重要的是,这种人工合成淀粉的效率是玉米生产淀粉的8.5倍,在这种条件下,一立方米的生物反应器每年所生产淀粉的量相当于是三分之一公顷玉米的淀粉年产量,并且还能节约高达90%的耕地和淡水资源。
这是国际上首次实现二氧化碳到淀粉的完整合成,为从二氧化碳到淀粉的工业生产开辟了道路,被业界认为是继上世纪60年代我国在世界上首次完成人工合成结晶牛胰岛素之后又一原创性、颠覆性的突破,这一影响世界的技术成果也将为人类超越自然,创建新功能的生物系统提供新的科学基础,淀粉生产将能从传统农业种植模式向工业车间生产模式转变,而将二氧化碳原料合成复杂分子的新技术路线也将被开创,可谓意义重大。
已有国外同行专家称“这是一项具有'顶天立地’重大意义的科研成果”,对粮食生产以及其他一些行业具有“变革性影响”。
虽然这种人工合成的淀粉还不能够代替我们所食用的淀粉,但是它能够作为工业原料,极大程度地缓解农业压力。
现如今二氧化碳等温室气体造成了全球变暖,两极冰川开始融化,海平面逐渐上升,极端天气出现的越来越多,地球的环境可能之后会不再适合人类居住。
而这种通过二氧化碳合成淀粉的固碳技术不仅能够减少地球大气中的二氧化碳,还能够在之后的星际间长途旅行时给人们供给养分,让人们不用携带大量的食物,可以说一举两得了。
并且固碳技术所需要的能源也是太阳能,非常清洁,不会造成任何污染。
不过之后随着这项技术的工业化,我们还是需要发掘更多的全新能源来供给它运行,或许有朝一日我们就再也不需要去占用大片耕地来种植这些作物了呢。
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