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2021-10-01

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????????南米北面，我們每個人一日三餐都離不開糧食，糧食作物飽含淀粉，食用后淀粉在我們?nèi)梭w內(nèi)轉(zhuǎn)化成葡萄糖，為人體提供生活所需的能量，所以淀粉對我們來說必不可少。

淀粉到底是什么？

????????淀粉是高分子碳水化合物，是由葡萄糖分子聚合而成的多糖。

????????淀粉在人類體內(nèi)是無法自主合成的，因?yàn)榈矸凼且环N有機(jī)物，在生態(tài)環(huán)境中只有生產(chǎn)者才有能力生產(chǎn)有機(jī)物，自然界最常見的生產(chǎn)過程就是光合作用。然而北京時間9月24日我國科學(xué)家首次實(shí)現(xiàn)了二氧化碳到淀粉的從頭合成，合成淀粉已經(jīng)不再局限于自然，人工合成也可以做到！

? ? ????在見識人工合成淀粉技術(shù)的強(qiáng)大之前，先來了解下自然界中的合成方式——光合作用。綠色植物在陽光照射下,通過光合作用，將外界吸收來的二氧化碳和水分,利用光能制造出以碳水化合物為主的有機(jī)物,并放出氧氣。

????????而人工合成淀粉技術(shù)使用了液態(tài)陽光，把太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)燃料，不僅提供了能量，還不污染環(huán)境，滿足了淀粉合成的吸能過程。

????????這項(xiàng)技術(shù)主要就是將二氧化碳用無機(jī)催化劑還原為甲醇，然后甲醇被轉(zhuǎn)化為三碳、三碳合成六碳、最后聚合成為淀粉。

????????通過對比，我們發(fā)現(xiàn)人工合成淀粉技術(shù)具有更多優(yōu)勢：

????????1.步驟簡單?

????????自然界中生物合成淀粉需要大約六十個生化反應(yīng)，且需要復(fù)雜的生理調(diào)節(jié)。而人工合成技術(shù)僅有十一個步驟。

????????中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所研究員馬延和帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，采用一種類似“搭積木”的方式，在實(shí)驗(yàn)室中首次實(shí)現(xiàn)從二氧化碳到淀粉分子的全合成。人工合成淀粉分子與天然淀粉分子的結(jié)構(gòu)組成一致。

????????2.效率超高

????????實(shí)驗(yàn)室初步測試顯示，人工合成淀粉的效率約為傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)淀粉的8.5倍。自然界合成淀粉的效率約2%（玉米），而工業(yè)合成效率可以達(dá)到10%以上。

????????馬延和介紹，此次研究設(shè)計相當(dāng)于跨越了自然途徑數(shù)億年的進(jìn)化，組裝出一種自然界不存在的合成代謝途徑，并為二氧化碳原料合成復(fù)雜分子開辟了新的技術(shù)路線。

人工合成淀粉技術(shù)這么牛，那么在未來會有什么樣的遠(yuǎn)景呢？

1.高產(chǎn)

????????該技術(shù)1立方米大小的年產(chǎn)淀粉量相當(dāng)于我國5畝玉米地的年產(chǎn)淀粉量，可以大大解決百姓的溫飽問題，俗話說“民以食為天”，我國的耕地面積約為150多萬平方千米，僅占國土面積的16%，剩下的土地是不可以用來耕種糧食的，使用這種技術(shù)，無論高聳入云的山峰還是氣候惡略的沙漠冰原，只要有二氧化碳的存在，都可以生產(chǎn)淀粉，搖身一變成為農(nóng)業(yè)產(chǎn)地了！

2.環(huán)保

????????習(xí)近平同志提出?“中國將提高國家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。

????????日常生活中，像私家車的尾氣或工業(yè)生產(chǎn)的某些環(huán)節(jié)等場景都會導(dǎo)致二氧化碳排放量急劇增多，然而自然界中只有植物一直在持續(xù)固定的利用光合作用吸收二氧化碳，但吸收的速率和排放的速率絲毫不在一個量級......

????????如今，在掌握了人工合成淀粉技術(shù)這項(xiàng)技術(shù)后，二氧化碳的有效利用率會大大提高。我們可以大膽暢想，一旦這項(xiàng)技術(shù)融入生產(chǎn)生活中，二氧化碳的超高利用率會減緩溫室效應(yīng)，會很大程度上改全球氣候變暖問題！

????????有言道“我們的征途是星辰大海”，成功探索無垠深空的一大重要保障，在于航天員的資源補(bǔ)給是否充足。若二氧化碳直接合成淀粉的技術(shù)成功應(yīng)用于載人航天，這將讓人類長期開展星球探索，甚至星球移民的目標(biāo)變得更加容易。雖然“外星移民計劃”目前還只能在科幻電影中實(shí)現(xiàn)，但隨著科技的發(fā)展，技術(shù)的革新，阻礙人類走向外太空的困難將一一被解決，人類終將實(shí)現(xiàn)暢游星辰大海的夢想！

參考文獻(xiàn)：

[1]百度百科 淀粉

[2]新華社 《我國科學(xué)家突破二氧化碳人工合成淀粉技術(shù)》

[3]知乎 李雷《我國科學(xué)家突破二氧化碳人工合成淀粉技術(shù)，這一突破對當(dāng)下及未來會產(chǎn)生哪些影響》

[4]新華網(wǎng) 《碳達(dá)峰、碳中和，一年來探索彰顯成效——來自2021全球能源轉(zhuǎn)型高層論壇的聲音》

[5]圖片素材源自網(wǎng)絡(luò)

撰 稿 人：科技協(xié)會科創(chuàng)部? ? 唐雪欣 劉戀 劉鑫禹

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