櫻子

有了畝產(chǎn)1600斤的高產(chǎn)稻，研究人員卻還在研究怎么為人類填飽肚子的新招兒。哪帕有一天世界上不再有人挨餓，人類也需要有危機(jī)意識(shí)——畢竟自然作物難敵突然而至的氣候?yàn)?zāi)難。這不，中國(guó)科學(xué)家除了研究雜交水稻，還在實(shí)驗(yàn)室里制造起了食物。中國(guó)科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所用二氧化碳人工合成了淀粉。

向農(nóng)作物拜師

淀粉可是糧食的主要成分之一，要想弄清楚怎么才能生產(chǎn)出淀粉，得先了解農(nóng)作物是怎樣生產(chǎn)糧食的。這其中，大名鼎鼎的光合作用是作物們的“獨(dú)門武功”。作物們正是利用光合作用，把水、二氧化碳等化合物合成為糖、淀粉等有機(jī)物，并釋放出氧氣。好像說(shuō)起來(lái)，光合作用也不是什么太復(fù)雜的反應(yīng)，可實(shí)際上，研究人員通過(guò)對(duì)玉米等農(nóng)作物的深入研究，發(fā)現(xiàn)將二氧化碳轉(zhuǎn)變?yōu)榈矸?，涉及大約60步代謝反應(yīng)以及復(fù)雜的生理調(diào)控。雖然太陽(yáng)給予的光能是這個(gè)反應(yīng)的重要參與者，可是光合作用在生產(chǎn)淀粉的過(guò)程中對(duì)光能的利用效率還不足2%，實(shí)在是大大的浪費(fèi)。

水+二氧化碳+電=淀粉

研究人員抽絲剝繭，琢磨怎么在實(shí)驗(yàn)室完成光能轉(zhuǎn)化成電能再轉(zhuǎn)化成化學(xué)能這一套能量轉(zhuǎn)變操作。他們首先通過(guò)光伏發(fā)電，將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?通過(guò)光伏電水解產(chǎn)生氫氣，然后通過(guò)催化反應(yīng)，利用氫氣將二氧化碳還原生成甲醇。

這樣一來(lái)，來(lái)自太陽(yáng)的光能就轉(zhuǎn)化、儲(chǔ)存到甲醇中了。可是，甲醇只是一座臨時(shí)能量庫(kù)，因?yàn)榧状疾荒芎铣傻矸?。于是，研究人員又展開了研究，從海量的生物化學(xué)反應(yīng)數(shù)據(jù)中設(shè)計(jì)出了一條專門的反應(yīng)路線，最終合成出了淀粉。

如果按照20%的光電轉(zhuǎn)化效率計(jì)算，這套人工合成淀粉的方法，理論上的能量轉(zhuǎn)化效率可達(dá)7%，淀粉合成速率比自然光合作用提高了3.5倍。合成淀粉與自然界中的淀粉會(huì)不會(huì)有不同呢？研究人員對(duì)它們分別進(jìn)行了核磁檢測(cè)，結(jié)果是一模一樣。按我國(guó)玉米淀粉平均畝產(chǎn)量計(jì)算，1立方米的生物反應(yīng)器年產(chǎn)淀粉量相當(dāng)于5畝土地玉米種植的淀粉產(chǎn)量呢！F4EFE70C-241A-4864-A6B6-388FF38F7F7F