咱有句俗話叫喝西北風，
意思是沒得吃了。
可誰也沒想到現在西北風還真的能吃了。
9底，我國科學家發表論文，
首次實現了在實驗室條件下
從二氧化碳到澱粉的人工合成。
這要是能大規模投入生產，
將徹底改變糧食的生產結構！
中國科學院天津工業生物技術研究所人工合成澱粉團隊
訊息一出，網友們紛紛誇獎，
說咱科學家都能“用空氣做饅頭”了！
哎，您別說，
把空氣中的二氧化碳變成澱粉，
其實還真不是什麼新發明，
這項技術，
咱身邊的植物
可是開發並使用了十幾億年了，
那就是“光合作用”呀！
說白了，咱吃的大米麵粉土豆南瓜，
不都是人家植物拿二氧化碳造的嘛。
那……您這算是仿生學？
咱這項研究的意義是什麼呢？
首先榕哥給您捋一下光合作用的過程，
它主要可以分成三個階段：
首先，用含有1個碳原子的分子，
也就是CO2，
來生產含有3個碳原子的分子，
比如3-磷酸甘油醛；
然後，用3個碳原子的分子，
去合成製造含有6個碳原子的葡萄糖；
最後，
再用葡萄糖分子生產
含有大量碳原子的澱粉。
說白了就是1個碳原子變成3個，
3個變成6個，6個變成n個。
其中第一個步是最難的，
因為它需要消耗大量的能量。
能量來自哪兒？
太陽嘛，日照不充足咋產糧？
可就算是太陽足的地方，
植物對於二氧化碳到澱粉的轉換效率
其實也並不高，大約就是5%。
這還是歷經了億萬年的進化呢！
迭代了不知道多少次。
再看看我們開頭說的研究，
實驗室初步測試顯示：
人工合成澱粉的效率約為
傳統農業生產澱粉的8.5倍！
那科學家是怎麼實現這個轉化呢？
尤其是需要消耗大量能量的第一步，
難度太大了，
於是研究者們選了一個比較現實的路徑。
他們直接從高能物質甲醇出發，
這也是單碳分子啊。
把光合作用門檻最高的環節給規避過去。
可即便這樣也不容易。
比如，甲醇能變成甲醛，
甲醛則可以變成3個碳原子的物質，
但這兩個反應卻不能放一起，
它們會互相干擾。
所以為了解決從1到3，
研究者們就花費了大量的精力，
挖掘與改造了來自動物、植物、微生物等
31個不同物種的62個生物酶催化劑，
最終優中選優，使用10個酶，
逐步將1個碳的甲醇
轉化為3個碳的二羥基丙酮，
進一步轉化為6個碳的磷酸葡萄糖，
最後轉化為澱粉。
別急啊，事兒還沒完，
CO2還沒加進去呢。
雖然目前人類還沒能接近人家植物
利用光能捕獲二氧化碳的水平。
但是從能量角度來看，
光合作用其實就是將太陽光能
轉化為澱粉中儲存的化學能。
所以科研人員想到了一個
“光能—電能—化學能”
的能量轉變方式：
先用太陽能發電，
再用電分解水產生氫氣和氧氣，
然後把氫氣和二氧化碳
在高溫高壓下混合，
生產甲醇。
最後再把二氧化碳造甲醇這個步驟，
和甲醇造澱粉這個步驟，
哎，拼一起了，
這才是“用空氣做饅頭”的全過程。
人造澱粉佔地小、對環境依賴小，
生產週期極短，
不過在榕哥看來，
“用空氣做饅頭”還真不只是
造個澱粉或者給CO2找條出路這麼膚淺。
這項研究最核心的價值是：
事實證明人類可以在實驗室裡
人工的篩選、組裝、設計和最佳化
各種複雜的生物化學反應。
用比億萬年自然界演化更優的方式
製造澱粉或者其他有機物，
比如棉花尼龍啥的。
挑戰自然演化這一“天條”。
最終打破桎梏，飛向星辰大海。
