据报道 , 近期中国科学院天津工业生物技术研究所相关团队在淀粉的人工合成方面取得重大突破性进展 , 在国际上首次实现了从二氧化碳到淀粉的全过程合成 。 相关工作结果 , 将发表在国际顶尖期刊杂志《科学》上 。
(图1:中科院合成的淀粉 , 图源中科院科技摄影联盟)
【二氧化碳|真的就能喝西北风填饱肚子了?二氧化碳合成淀粉这是什么黑科技】从二氧化碳合成淀粉 , 黑科技满满 。 它总计需要11步 , 这也是属于国际顶流独一档的合成路线 。 从效率上来说 , 自然界中玉米等农作物合成淀粉所涉及的反应大概有60步左右 , 理论能量转化效率大概在2%左右 。
而本次人工合成路线的11步人工路径 , 其效率大概在10%以上 , 这样就是自然界中玉米等农作物的5倍效率水平 。 具体的合成路线是:首先将二氧化碳通过无机催化剂还原成甲醇 , 然后通过甲醇转化为三碳生成物 , 再由三碳合成六碳生成物 , 最后通过六碳生成物聚合成为淀粉 。 通过XRD等设备进行测试 , 它的吸收峰、核磁共振信号都与天然淀粉非常接近 。 而且 , 在进行碘显色反应时 , 它也能变成蓝色 , 这也与天然淀粉的性质一般无二 。
值得注意的是 , 这项技术和美国NASA的相关技术相比具有很大的优势 。 美国NASA的技术路线需要通过微生物的作用 , 也就是说本质上还是要通过生物作用 。 但中科院版本却不需要微生物作用 , 也就更加适合广袤的沙漠、高原、荒漠等极端环境 。 在更遥远的未来 , 这一技术路线还可能应用于火星这样高二氧化碳浓度的外星环境 , 由此产生的淀粉能够为宇航员提供热量 , 也能够成为后续加工的原材料 。
从近期的情况来说 , 由于本路线直接通过固定二氧化碳转变成淀粉 , 也就有利于降低空气中的二氧化碳浓度 , 更有助于控制气候变暖的趋势 。
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