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  • 1 # zhengyi00

    獎不重要了。人類合成澱粉,二十一世紀最偉大的發明,不接受反駁,立貼為證!就說一條:這個發明理論上徹底改變了人類生存模式,依靠自然界植物生長的模式徹底顛覆,星際旅行和星球移民未來可期,人類吃飯問題理論上徹底解決。

  • 2 # 歷史轉身

    用二氧化碳合成澱粉,就如同“喝西北風”能填飽肚子,這種只能出現在科幻電影中的想法,沒想到竟然在現實當中成真了!

    二氧化碳如何變成澱粉

    2021年9月24日,國際頂級學術期刊《科學》刊登了一篇由中國科學家發表的研究成果:利用二氧化碳人工合成澱粉技術。

    澱粉

    據瞭解,中科院天津工業生物所科研團隊聯合大連化物所歷時六年、經過多輪科研攻關,採用“搭積木”的方式,透過耦合化學催化和生物催化模組體系,實現了“光能—電能—化學能”的能量轉變方式,成功構建出一條從二氧化碳到澱粉合成只有11步反應的人工途徑 。

    從反應原理看,這一技術可以分為兩步:首先是光反應(光合作用),其次是暗反應(生物合成)。

    人工合成澱粉途徑

    從技術流程上,該工藝可以分為四個模組:第一步是把二氧化碳用無機催化劑還原為甲醇;第二步是將甲醇轉換為三碳;第三步是用三碳合成為六碳;最後再聚合成為澱粉。

    這是世界上第一次實現了二氧化碳到澱粉的從頭合成,是基礎研究領域的重大突破。

    這項成果到底有多重要

    眾所周知,澱粉是糧食最主要的成分,同時也是重要的工業原料。傳統的澱粉來自於農作物,而農作物的種植通常需要較長的生長週期,需要使用大量土地、淡水等資源以及肥料、農藥等。糧食危機、氣候變化是人類面臨的重大挑戰,糧食澱粉可持續供給、二氧化碳轉化利用是當今世界科技創新的戰略方向。

    糧食安全

    按照目前的技術引數,在能量供給充足的條件下,1立方米大小的生物反應器年產澱粉量相當於5畝土地的玉米澱粉年平均產量。

    如果未來二氧化碳人工合成澱粉的系統過程成本能夠降低到與農業種植相比具有經濟可行性,那麼將會節約九成以上的耕地和淡水資源,而且能夠避免農藥、化肥等對環境的負面影響,推動形成可持續的生物基社會,提高人類糧食安全水平。

    氣候變暖

    與此同時,最新研究成果實現於無細胞系統中用二氧化碳和電解產生的氫氣合成澱粉的化學-生物法聯合的人工澱粉合成途徑(ASAP),為推進“碳達峰”和“碳中和”目標實現的技術路線提供一種新思路,對於解決全球氣候變暖這一重大課題具有非常重要的意義 。

    有多大機率獲得諾貝爾獎

    既然“二氧化碳人工合成澱粉”這麼重要、這麼具有顛覆性,那麼它有多大機率獲得諾貝爾獎呢?

    首先我們先來了解一下諾貝爾獎的評選規則和具體標準。作為科學界最高獎項,諾貝爾獎一共分為六個獎項,分別是諾貝爾物理學獎、諾貝爾化學獎、諾貝爾和平獎、諾貝爾生理學或醫學獎、諾貝爾文學獎、諾貝爾經濟學獎(後來增加)。

    諾貝爾獎

    根據諾貝爾的遺囑,諾貝爾獎在評選過程中,獲獎人不受任何國籍、民族、意識形態和宗教信仰的影響,評選的第一標準是成就的大小。

    另外,諾貝爾基金會章程規定:“獎金數額可以在兩份工作成果之間平均分配,每份工作成果都應被視為可獲獎。如果一份工作成果是由兩個或三個人完成的,則應共同獎勵。在任何情況下,獎金數額均不得超過三人。”

    具體到“二氧化碳人工合成澱粉”這項成果,從成就上來講,它對於解決世界糧食安全問題和氣候變暖問題具有十分重要的意義,所以肯定夠資格。

    諾貝爾獎頒獎典禮

    從獲獎領域上來講,我們首先可以排除諾貝爾文學獎、諾貝爾經濟學獎,因為“二氧化碳人工合成澱粉”跟這兩個獎項毫不沾邊。然後它跟諾貝爾物理學獎也幾乎毫無關係,所以我們把這一個獎項也排除。

    它能夠獲得諾貝爾生理學或醫學獎有關係嗎?我們都知道,中國科學家屠呦呦於2015年獲得了諾貝爾生理學或醫學獎,理由是她發現了青蒿素,該藥品可以有效降低瘧疾患者的死亡率。然而,諾貝爾生理學或醫學獎近年來基本上只傾向於頒發給與生命健康有關的研究成果,單純的大分子研究獲得諾獎的機率非常低。

    屠呦呦獲得諾貝爾生理學或醫學獎

    從解決糧食安全問題和氣候變暖問題的角度來講,“二氧化碳人工合成澱粉”倒是有可能獲得諾貝爾和平獎。2007年,聯合國氣候變化委員會就因為“在傳播人為氣候變化知識上做出的努力”而獲得了當年的諾貝爾和平獎。

    事實上,“二氧化碳人工合成澱粉”最有可能獲得諾貝爾化學獎。不過,最近幾年,諾貝爾化學獎越來越“不務正業”了:2014年頒給了“超解析度熒光顯微技術”,2016年頒給了“分子機器”,2017年頒給了“冷凍電子顯微鏡”,2019年頒給了“鋰離子電池”,2020年頒給了“基因組編輯方法”。反而純正的化學研究成果要想獲得諾貝爾化學獎,變得越來越困難了。

    二氧化碳排放

    最後,還有一點需要注意,除了諾貝爾和平獎之外,諾貝爾獎原則上不頒發給超過3人以上的團隊。如果“二氧化碳人工合成澱粉”這項成果是由整個團隊研究出來的,那麼它一定不會獲得諾貝爾獎。至於這項成果到底是個人的還是團隊的,根據目前的資訊還無法判斷。(據瞭解,發表在《科學》上的這篇論文,通訊作者是中國科學院天津工業生物技術研究所所長馬延和,論文第一作者是中國科學院天津工業生物技術研究所副研究員蔡韜。)

    總而言之,“二氧化碳人工合成澱粉”這項技術成果意義重大,是有希望獲得諾貝爾獎的。

  • 3 # 垚地觀世界

    中國強大了,應該成立個錢學森獎或孔子獎。我們再大的成就不需要獲得被西方操縱的諾獎!就讓中國科學家突破二氧化碳人工合成澱粉技術成為首個獲得錢學森獎或孔子獎吧!

  • 4 # 事時短評快8854

    別小看這平平常常的幾個字《二氧化碳人工合成澱粉技術》,一旦推廣這意義就大了去了,這是人類發展至今一個最重大的突破,是一項偉大的發明技術。意味著從此改變了人類生存,完全依賴土地生產糧食的模式。同時也解決了地球有限的土地與人口增長需要吃糧的矛盾。所以一個諾貝爾獎又算得了什麼,這項成果可以與世界上任何一個發明相比美,甚至還超出。了不起中國的科技人員。

  • 5 # 匯聚魔杖

    2021年9月24日一篇題為《Cell-free chemoenzymatic starch synthesis from carbon dioxide》出現在美國科學促進會出版的學術期刊《科學》雜誌上引起了轟動,因為這篇論文介紹了由二氧化碳到澱粉的完整合成技術,更為主要的是它出現在了全世界最為權威的學術期刊之一《科學》雜誌上。

    全人類有一個長久課題:二氧化碳排放力爭2030年達到峰值,努力爭取2060年實現碳中和。所以人類一直都在大力的發展可再生能源、減少化石能源的使用、呼籲全面節能減排來減少碳排放。

    二氧化碳合成澱粉這種可能性成為可能引起了非常廣泛的討論,甚至有網友戲稱“再也不用種地了”、“可以喝西北風了”、“空氣變饅頭不是夢”。全世界圍繞著碳這種元素衍生出二大問題,一種是人口增長所帶來的糧食問題,另一種是二氧化碳所帶來的溫室效應。假如真的能從空氣中汲取二氧化碳轉換成澱粉,最終很有可能會解決“雙碳”問題。

    二氧化碳合成澱粉的研究思路

    大家都知道澱粉的主要成分就是高分子碳水化合物,它是由碳、氫、氧三種元素組成。玉米、水稻等農作物透過光合作用將太陽能、二氧化碳、水轉換為澱粉,需要超過60步生物化學反應和複雜的生理調控,這個過程太陽能的利用率不超過2%。

    但人工將二氧化碳變成澱粉的過程能量轉化效率超過了10%。二氧化碳人工變成澱粉其實借鑑了生物轉化澱粉的過程,首先利用光伏發電將光能轉變為電能,透過電來水解產生氫氣,再利用催化劑將氫氣、二氧化碳還原成甲醇。甲醇透過10多種酶逐步將含有一碳的甲醇轉化為含有三碳的二羥基丙酮,再進一步轉換為含有六碳的磷酸葡萄糖,最終轉化為澱粉。

    二氧化碳人工合成澱粉帶來的遐思

    玉米、水稻等農作物透過光合作用固定二氧化碳產生澱粉的成本極低,但二氧化碳人工合成的澱粉可能會讓人吃不起。經過電解、水解、各種酶的催化所產生的澱粉註定會是“天價澱粉”,普通人根本吃不起,即使空氣中的二氧化碳是免費的。拿植物光合作用2%的太陽能利用率和二氧化碳人工合成澱粉10%來做比較有點牽強了,畢竟太陽能目前還算是免費的沒有比較性,透過電能電解產生氫氣的電能不一定源自太陽能發電,很可能來自煤炭發電,火電發電本身也會排放二氧化碳。

    短期來說二氧化碳人工合成澱粉可以說是一個轟動訊息,但對人類的將來的發展具有里程碑意義,因為對人而言填飽肚子才是首要問題。農作物透過光合作用將二氧化碳轉化為澱粉需要很長的週期,並且需要大量的土地、淡水以及肥料、農藥等。雖然現在二氧化碳透過人工合成澱粉的成本較高,但終歸有一天這種成本會無限的降低,僅在幾個小時就可以完成二氧化碳到澱粉的全人工合成。

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