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未來不用種地?我國科學家首次人工合成澱粉,諾貝爾獎級的大突破澱粉到底有什麼用?人工合成澱粉太空移民的食物來源

中國科學院天津工業生物技術研究所在合成澱粉方面取得了重大突破,并首次在實驗室中實作了從二氧化碳到澱粉的合成過程。研究結果線上發表在世界領先的期刊《科學》上。

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客觀地說,這項研究是諾貝爾獎級别的突破。我相信很多人會想知道:看到這個有什麼好?

讓我們簡要列出如果大規模使用該技術,人類生活會是什麼樣子。

不需要大量的耕地

降低大氣二氧化碳水準,解決全球變暖問題

将太陽能轉化為液化

不再在火星上種植洋芋(注:宇航員在美國重磅炸彈《火星救援》中在火星上種植洋芋)

這到底是怎麼回事?這次我們将讨論它。

澱粉<h1級""pgc-h-right-arrow"資料跟蹤""9">澱粉有什麼用?</h1>

俗話說,"人活着不是為了吃飯,而是為了活着",人若想活下去,就必須吃足夠的食物。如果你按成分對食物進行分類,可能有幾個大類:

碳水化合物(糖)

蛋白

脂肪

無機鹽

微量元素

其中,碳水化合物,蛋白質和脂肪為身體提供能量。我們每天吃的食物實際上都有一份營養清單,所有這些都寫在上面。

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碳水化合物是人類最重要的能量來源之一,而碳水化合物是由碳、氫和氧組成的,是自然界中最常見的有機化合物,因為氫與氧的比例是二比一,而水,則稱為碳水化合物。

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碳水化合物也分為許多種類,我們也可以将它們分為多糖和單糖。常見的多糖有澱粉、纖維素,最典型的單糖是葡萄糖、果糖。

當我們吃食物時,它含有澱粉,進入體内,它會分解成單糖"葡萄糖",葡萄糖可以在細胞中産生ATP,ATP水解可以釋放出大量的能量供人類使用。

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是以,澱粉其實是人類最需要的能量來源,人類作物的本質就是擷取澱粉。在陽光下,植物的葉綠體能将二氧化碳和水轉化為澱粉,整個過程極其複雜,各種調控和反應約60步,非常緩慢,對于使用率和轉化率很低,隻有2%左右。這使我們能夠種植擁有大量可耕地的作物。

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< h1級""pgc-h-right-arrow"資料跟蹤""22">合成澱粉</h1>

這種合成澱粉的實驗方法是一種不同的方法,隻需要11個步驟。首先是利用太陽能分解水基氫氣,這也是光合作用的啟發,在無機催化劑下将二氧化碳和氫氣結合成甲醇。然後甲醇被轉化為三碳化合物,然後被稱為六碳化合物,依此類推,就像一個建構塊,最終聚合成澱粉。

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與植物合成澱粉相比,操作簡單,工藝很少,速度快,轉化率和使用率都有了很大的提高,在天然合成澱粉之前,光能的使用率不到2%,而此時的使用率超過10%。換句話說,研究人員依靠太陽能,電力和二氧化碳和水來制造自己的澱粉。

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這項技術的巨大意義不僅在于還有一種生産澱粉的額外方法,更重要的是,我們為向外太空的遷移做準備。

<H1級"pgc-h-right-arrow"資料軌道""26">太空移民的食物來源</h1>

在美國大片《火星救援》中,美國宇航員馬克·沃特尼(Mark Watney)被留在火星上,他的同伴們已經離開,食物隻能持續一個月左右,但他作為植物學家,在太空中種植洋芋,依靠它們生存,并成功等待地球的救援。

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從這部電影中我們可以看到,在美國人的想象中,人類遷徙到火星的食物來源是地球的供應,以及火星表面的農作物種植。

但我國的技術已經打破了美國人的想象,合成澱粉技術的成功,未來人類遷移到火星,不是在火星表面種植莊稼,而是可以直接利用火星表面的二氧化碳制造澱粉,使澱粉的生産周期更短,轉化率更高, 可以以最低的成本獲得更多的澱粉。

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有人可能會說:既然澱粉可以合成,未來能種地嗎?

事實上,僅通過實驗室合成無法獲得澱粉,仍然需要繼續耕種。未來大規模生産後,有可能減少種植面積。

但除了澱粉,人類還需要維生素,而我們主要從水果和蔬菜中擷取維生素,加上我們吃的水果和蔬菜主要喜歡它們的味道,是以我們不能合成水果、蔬菜,我們還是想繼續種植土地。

當然,合成澱粉可以作為太空食品,但也有很多好處:節約土地,早期碳中和,農民不必工作,甚至消除世界各地的饑餓,從這些角度來看,我們的科學家合成澱粉技術非常重要,一旦大規模生産,将能夠造福整個地球。

中國澱粉合成取得重大突破 中國第一個實驗室實作合成澱粉 中國科學家突破合成澱粉技術#人工合成澱粉能解決糧食危機嗎#

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