二氧化碳合成淀粉 改变人类未来的技术
淀粉,是面粉、玉米、大米、马铃薯、小麦等粮食作物的主要成分,它是由葡萄糖单元通过糖苷键连接而成的聚合碳水化合物,是人类饮食的主要成分和重要的能量来源。另外,淀粉也是非常重要的工业原料,例如用于造纸业、纺织业、服装塑料等领域。
其实淀粉的来源,主要是绿色植物通过光合作用固定二氧化碳来合成,整个过程涉及到60多个步骤,包括复杂的代谢反应、生理调控等等,并且一般要花费数个月的时间,太阳能的能量转化率不超过2%,还需要占用土地、浇水施肥等环节。
9月23日,中国科学院召开新闻发布会,介绍该院天津工业生物技术研究所,在人工合成淀粉方面取得的重要进展。研究人员发明了一种颠覆性的淀粉制备方法,不依赖植物光合作用,以二氧化碳、电解产生的氢气为原料,成功合成出淀粉,在全世界首次实现了二氧化碳到淀粉的从头合成,这一科研成果使淀粉生产从传统农业种植模式转向工业车间生产模式,变成为可能,是一次原创的颠覆性的技术新突破。
倘若有一天真的出现了严重的粮食危机,传统的农业生产因为天灾或者人祸无法满足人类的食物需求,那么人工合成淀粉的方法真的可能会变成人类赖以生存的法宝。未来移民火星的话,粮食问题也更容易解决。
重大创新往往需要较长的时间才能普及到显著提高小时产出率的程度,只有经济基础设施和其他观念融合之后,这一创新才能渗透到经济生活中。比如爱迪生1882年发现电力,但电力化生产真正普及是到一战以后了。
未来如果绿色能源取代了石化能源,用绿色能源把二氧化碳转化成淀粉,如果大规模生产的话,可以降低地球二氧化碳浓度。想象下,几十年后,我们可能不再需要大量种植玉米,小麦等能量类农作用,也不需要那么多农药,化肥。全世界土地主要用来种大豆提供蛋白,种植水果提供维生素,以及其它经济作物,可能还有多余的土地退耕还林。我们的世界将大不一样。