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中国首次实现二氧化碳到淀粉的从头合成:未来或将节约九成耕地和淡水资源

来源:中新网视频发布时间:2021-09-25

中国首次实现二氧化碳到淀粉的从头合成:未来或将节约九成耕地和淡水资源

 
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       【解说】近期,中国科学院天津工业生物技术研究所在淀粉人工合成方面取得重大突破性进展,国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的从头合成。相关工作于9月24日发表于国际学术期刊《科学》。  \

      【同期】中国科学院天津工业生物技术研究所副研究员 蔡韬

  这次我们研究团队提出了化学和生物耦合催化合成淀粉的一个新的思路,从头设计创建了一条只需要11步反应,就可以从二氧化碳合成淀粉的人工新途径,在国际上也是首次在实验室实现二氧化碳到淀粉的全人工合成,目前在实验室只需要几个小时就可以完成农作物需要几个月的淀粉合成过程。

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  【解说】淀粉是粮食最主要的成分,同时也是重要的工业原料。目前淀粉主要由玉米等农作物通过自然光合作用固定二氧化碳生产,淀粉合成与积累涉及60余步生化反应以及复杂的生理调控,理论能量转化效率仅为2%左右。

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  【同期】中国科学院天津工业生物技术研究所所长 马延和

  总的来讲,淀粉的人工合成途径,它和自然的合成途径相比,从能源利用形式,只是用光能,可以变成用电能,实际上最终是氢能。反应步骤从自然的60步左右,缩短到11步,能量转化效率从2%至7%,碳转化率有比较大的提高。我们这条途径它就可以利用高浓度的二氧化碳做原料,也可以利用高密度的能量,比如说氢能来做能源供给,有更短的途径,更高效的效率。  \

       【解说】农作物的种植通常需要较长周期,需要使用大量土地、淡水等资源以及肥料、农药等农业生产资料。粮食危机、气候变化是人类面临的重大挑战,粮食淀粉可持续供给、二氧化碳转化利用是当今世界科技创新的战略方向。不依赖植物光合作用,设计人工生物系统固定二氧化碳合成淀粉,将是影响世界的重大颠覆性技术。

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       【同期】中国科学院天津工业生物技术研究所所长 马延和

  人工合成淀粉这条路线,如果能够在经济可行性上与农业种植可以竞争的话,它会对我们的粮食安全到二氧化碳的利用,到我们“双碳”的目标都会起到非常重大的支撑作用。虽然现在还是处于实验室阶段,未来还有更多的科学挑战,但一旦工业实现可以节约90%以上的耕地,节约90%以上的淡水资源,对我们国家可持续发展,包括对全人类的这个温饱问题的保障,都会起到非常重大的作用。

  





编辑:上官国莲     审核:刘阳