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人工合成淀粉成功的消息轰动全球 。 这一突破得到该领域一批国际知名专家的高度评价 。 德国科学院院士曼弗雷德·雷兹表示 , 将二氧化碳固定并转化为有用的有机化学品是一项重大的国际挑战 , 本项工作将该领域研究向前推进了一大步 。 美国工程院院士延斯·尼尔森表示 , 这是利用合成生物学解决当今社会面临的若干重大挑战的惊人案例 , 将为日后更多相关研究铺平道路 。 中国工程院院士陈坚表示 , 这个工作是典型的“0到1”的原创性成果 。 神户大学副校长近藤昭彦表示 , 这项研究成果将对下一代生物制造和农业发展带来变革性影响 。
可能有人会问 , 为什么全球科学家都很关注这个结果?为什么一定要对光合作用“逆天改命”?我们可以从两个角度进行简单地分析 。
第一 , 它给我们解决“粮食危机”提供了一条新道路 。
在此之前 , 人们只能依靠种植的方式的收获食物 , 由于种植方式耗时长、收获有限 , 所以“四海无闲田 , 农夫犹饿死” , 全球仍有超过1亿人处于严重饥饿状态 。 而人工合成淀粉的科学成果 , 将为农业生产带来重大变革 。 人类可以不依赖光合作用 , 合成淀粉 , 生产各种各样的材料和食物 。 在实验室里 , 人工光合作用的能力得到了进一步扩展 , 使淀粉生产的传统农业种植模式 , 向工业车间生产模式转变成为可能 , 为二氧化碳原料合成复杂分子开辟了新的技术路线 。
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可以大胆设想 , 当“二氧化碳制淀粉”技术被工业化运用后 , 未来淀粉的生产将通过类似“啤酒发酵”的模式 , 有可能在车间实现按需定制生产 , 变革传统农业种植获取的生产方式 。 而当二氧化碳制淀粉的生产工业车间 , 一旦具有经济可行性 , 将有可能会节约90%以上的耕地和淡水资源 。
第二 , 缓解温室气体造成的气候危机 。
曾经 , 农田是“碳源” 。 化肥、农药、农膜等农业物料的生产中会排放大量的二氧化碳;耕田农耕农业机械的运用及农业灌溉将耗费化石燃料 , 源源不断地向大气中排放二氧化碳 。 如果能利用可再生能源产生的电能 , 将二氧化碳分子转化为甲醇、甲酸等 , 不仅可将可再生能源以化学能的形式转化和存储 , 还能降低大气中二氧化碳的浓度 , 缓解全球气候变暖、海洋酸化等问题 , 是一种能同时实现碳循环利用和可再生能源存储的有效途径 。
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