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中國科學團隊實現二氧化碳（CO2）人工合成為澱粉的Science期刊論文
文中提出聲稱比自然界植物光合作用更高效率的合成機制，但是並未探討從經濟成本角度看，實際投入能源/成本與現有粗放農業產出澱粉的比較。
畢竟後者擷取CO2與太陽能從經濟學角度看是近乎免費，前者效率必須相當高才有可能在成本上相對於後者有競爭優勢。
如果沒有成本優勢，我很好奇這項技術未來實際應用場景會是什麼。
（史萊姆博士提出的太空食物供給觀點可能性很高）
【国际重大颠覆性突破 中国科学家首次在实验室实现人工合成淀粉】二氧化碳能合成淀粉吗？对这个貌似天方夜谭的问题，中国科学家历时6年多科研攻关给出肯定和详细的答案。继上世纪60年代在世界上首次完成人工合成结晶牛胰岛素之后，中国科学家又在人工合成淀粉方面取得重大颠覆性、原创性突破——国际上首次在实验室实现二氧化碳到淀粉的从头合成。
由中国科学院天津工业生物技术研究所(中科院天津工业生物所)主导完成的人工合成淀粉重大科技突破进展成果论文，北京时间9月24日凌晨在著名国际学术期刊《科学》上线发表，从而为从二氧化碳到淀粉生产的工业车间制造“打开了一扇窗”。
这一人工途径的淀粉合成速率是玉米淀粉合成速率的8.5倍，向设计自然、超越自然目标的实现迈进一大步，为创建新功能的生物系统提供新的科学基础，也将为未来从二氧化碳合成淀粉开辟崭新道路，使未来淀粉的工业化生物制造成为可能。
业内专家称，如果未来二氧化碳人工合成淀粉的系统过程成本能够降低到与农业种植相比具有经济可行性，将会节约90%以上的耕地和淡水资源，避免农药、化肥等对环境的负面影响，推动形成可持续的生物基社会，提高人类粮食安全水平。同时，最新研究成果实现在无细胞系统中用二氧化碳和电解产生的氢气合成淀粉的化学-生物法联合的人工淀粉合成途径(ASAP)，为推进“碳达峰”和“碳中和”目标实现的技术路线提供一种新思路。
中科院天津工业生物所介绍说，淀粉是粮食最主要的成分，同时也是重要的工业原料。目前，淀粉主要由玉米等农作物通过自然光合作用固定二氧化碳生产，淀粉合成与积累涉及60余步代谢反应以及复杂的生理调控，理论能量转化效率仅为2%左右。农作物的种植通常需要较长周期，需要使用大量土地、淡水等资源以及肥料、农药等农业生产资料。粮食危机、气候变化是人类面临的重大挑战，粮食淀粉可持续供给、二氧化碳转化利用是当今世界科技创新的战略方向。而不依赖植物光合作用，设计人工生物系统固定二氧化碳合成淀粉，是影响世界的重大颠覆性技术。
该所自2015年起聚焦人工合成淀粉与二氧化碳生物转化利用，开展需求导向科技攻关，集聚所内外创新资源，加强“学科-任务-平台”整合，实现各方科研力量的有机融合和高效协同，组建当初平均年龄30周岁的优秀青年科学家团队，持续6年深耕人工合成淀粉项目研发。
青年科学家团队从头设计出11步反应的非自然二氧化碳固定与人工合成淀粉新途径，在实验室中首次实现从二氧化碳到淀粉分子的全合成。他们采用一种类似“搭积木”的方式，联合中科院大连化学物理研究所，利用化学催化剂将高浓度二氧化碳在高密度氢能作用下还原成碳一(C1)化合物，然后通过设计构建碳一聚合新酶，依据化学聚糖反应原理将碳一化合物聚合成碳三(C3)化合物，最后通过生物途径优化，将碳三化合物又聚合成碳六(C6)化合物，再进一步合成直链和支链淀粉(Cn化合物)。
该团队还通过耦合化学催化与生物催化模块体系，创新高密度能量与高浓度二氧化碳利用的生物过程技术，通过反应时空分离优化，解决人工途径中底物竞争、产物抑制、热/动力学匹配等问题，扩展人工光合作用的能力。按照目前技术参数，在能量供给充足条件下，理论上1立方米大小的生物反应器年产淀粉量相当于5亩土地玉米种植的淀粉产量(按中国玉米淀粉平均亩产量计算)。这一成果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，并为二氧化碳原料合成复杂分子开辟新的技术路线。
中国科学家在淀粉人工合成方面取得的重大颠覆性成果，也获中外同行专家高度评价，认为这是“典型的0到1原创性突破”，是“扩展并提升人工光合作用能力前沿研究领域的重大突破，是一项具有‘顶天立地’重大意义的科研成果”“不仅对未来的农业生产、特别是粮食生产具有革命性的影响，而且对全球生物制造产业的发展具有里程碑式的意义”“将在下一代生物制造和农业生产中带来变革性影响”。(完)
来源：中国新闻网
#月亮越來越圓
#除了看月亮 #也看看太陽能板的新轉型 ✨
隨著 #再生能源 的技術持續進步，屋頂裝設太陽能板發電已經不是新聞了，而在日本有一棟建築成為話題，因為它的太陽能板不是直接用來發電，而是生產 #氫燃料，將二氧化碳當直接原料消耗掉！
在日本宮古島，有座實驗性的環保建築「IG Perfect Eco House」，以模仿植物的「#人工光合作用」技術，不只是減碳，更持續進展到對外部碳排的利用，使日本住宅的減碳表現將更加亮麗。
#CSR在天下 #日本 #宮古島 #減碳 #太陽能板 #能源轉型
主要科學知識：光合作用是植物利用光能把二氧化碳、水變成葡萄糖的過程。
這在幾百年間，科學家對於植物生長提出不同的問題，而且透過實驗了解在生長過程中的各項要素，並且結合不同的實驗結果，針對這些要素有了更多了解，
光合作用中之各個要素(水、氣體變化、光、葡萄糖)，最終結合眾人的研究，完成課本上出現的光合作用反應(水+二氧化碳—(光)→葡萄糖+氧氣)。
*本場次於2021年8月於科教館5樓科學劇場演出
