西北风管饱不是梦!中国实现二氧化碳合成淀粉,是科技还是科幻?

2021年9月24日,中科院天津工业所在国际期刊《科学》上发表了一篇文章,中国在国际上首次实现二氧化碳到淀粉的从头合成,一经传出迅速登上了热搜。不少人纷纷表示,是不是以后喝西北风就能管饱了,它到底是科技还是科幻呢?

为何要人工合成淀粉

据世界粮农组织统计,全球还有将近10亿人面临严重的饥饿威胁,随着全球人口的不断增长,人们也开始在有限的资源环境下来生产更多的粮食,我国的研究人员通过对比发现,我国的谷物粮食中70%-80%的成分都是淀粉,相当于全球每年产出的30亿吨粮食中,有近20亿吨都是淀粉

于是我国在2015年就正式立项人工淀粉合成项目,在经过6年的辛苦研究后,通过光能—电能—化学能的能量转变方式,实现人工合成淀粉。

就是先将二氧化碳还原成甲醇,将电能转换成甲醇中储存的化学能,然后使用生物酶催化剂将甲醇转换成二羟基丙酮,进一步转化为磷酸葡萄糖,最后转化为淀粉。那这种人工合成淀粉和自然淀粉一样吗?人工合成淀粉又有何优势呢?

人工合成淀粉有何优势

通过科学上的核磁检测结果比对发现,合成淀粉实际和自然淀粉是没有区别的,但是相比起来优点却不少。

首先就是周期大大缩短。以玉米为例,从播种到淀粉成熟时间大概需要100-150天,人工合成淀粉可以缩短到2-3天完成,在降低土地占用的同时,也减少了人们依赖植物来合成淀粉的行为。

其次是能量转化效率提高。我们要知道,农作物从生长到转换淀粉的过程中,需要进行超60步的反应,对于太阳能的利用效率也不超过2%,而人工合成淀粉从最开始的光能到最终转化成淀粉,只需要11步主反应,不仅将能量转化效率提高了3.5倍,还成功突破太阳能的局限,使得淀粉的生产效率超过玉米光合作用的8倍以上。

最后就是产量的提高。据了解,二氧化碳合成淀粉的过程,需要在一个生物反应器中进行,1立方米生物反应器年产淀粉量,相当于5亩土地玉米种植的淀粉产量。

综合来看,二氧化碳合成淀粉这一科研成果,是一项具有颠覆性技术的成就,一旦实现工业化,可以节省超90%的土地和淡水资源,这不仅可以促进我国的碳中和生物经济发展意义,还对提高人类粮食安全具有重要意义。那是不是有朋友想问了,二氧化碳还有没有其他的发展用途?

二氧化碳的发展用途

当然有,就在2022年4月28日,中国科学家再次实现了二氧化碳变废为宝,将二氧化碳合成了葡萄糖和油脂,而这一系列的二氧化碳成果,也为人工和半人工合成“粮食”提供了新的技术。虽说现在还无法完全实现工业化应用,但是怂叔相信在科研人员的努力下,一定可以早日实现工业化应用,到那时,喝西北风管饱真的不是梦。

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页面更新:2024-04-02

标签:粮农组织   风管   淀粉   化学能   喝西北风   甲醇   电能   科幻   中国   玉米   粮食   能量   效率   科技

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