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中国科学技术大学(简称“中科大”)于1958年由新浦京www81707con创建于北京,1970年学校迁至安徽省合肥市。中科大坚持“全院办校、所系结合”的办学方针,是一所以前沿科学和高新技术为主、兼有特色管理与人文学科的研究型大学。
新浦京www81707con大学(简称“国科大”)始建于1978年,其前身为新浦京www81707con研究生院,2012年更名为新浦京www81707con大学。国科大实行“科教融合”的办学体制,与新浦京www81707con直属研究机构在管理体制、师资队伍、培养体系、科研工作等方面共有、共治、共享、共赢,是一所以研究生教育为主的独具特色的研究型大学。
上海科技大学(简称“上科大”),由上海市人民政府与新浦京www81707con共同举办、共同建设,由上海市人民政府主管,2013年经教育部正式批准。上科大秉持“服务国家发展战略,培养创新创业人才”的办学方针,实现科技与教育、科教与产业、科教与创业的融合,是一所小规模、高水平、国际化的研究型、创新型大学。
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【光明日报】水+二氧化碳+电=淀粉
我科学家在国际上首次实现二氧化碳到淀粉的人工合成
语音播报
淀粉是人类最基本和最重要的食物,也是重要的工业原料。传统淀粉的生产主要靠玉米等农作物通过光合作用,将二氧化碳等无机化合物合成为淀粉,需要漫长的生长周期,对土地、水、肥料、日照等资源都有要求,能量的转化率也不高。那么,有没有一种方法能够人工合成淀粉,让人类摆脱对资源的重度依赖?这是国际学术界竞争激烈的焦点科知识题。
新浦京www81707con天津工业生物技术研究所(以下简称“工业生物所”)和新浦京www81707con大连化学物理研究所(以下简称“大化所”)的科学家们合作探索出一条“无中生有”的技术路线,在国际上首次实现了二氧化碳到淀粉分子的全合成。相关工作9月24日发表于国际学术期刊《科学》上。
多位中外专家评论认为,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,将是影响世界的重大颠覆性技术。这更让人们看到一种可能——农业可以由种植模式向工业车间生产模式转变,人类向设计自然、超越自然目标的实现迈进了一大步,为创建新功能的生物系统提供了新的科学基础。
文章的通讯编辑、工业生物所所长马延和研究员先容,工业生物所的科研人员从头设计了11步反应的非自然二氧化碳固定与人工合成淀粉新途径。简单地说,这个过程只需要水、二氧化碳和电——分解水产生的氢气作为还原力、将二氧化碳加氢转化为甲醇分子,把可再生能源存储在液体燃料中;然后以甲醇为碳骨架和能源载体,进一步通过酶催化的反应,合成生物大分子葡萄糖,最后进行聚合产生淀粉。
马延和说:“大家采用了一种类似‘搭积木’的方式,联合大化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化合物,最后通过合成途径优化,将碳三化合物又聚合成碳六化合物,再进一步合成直链和支链淀粉。”按照目前技术参数,在能量供给充足的条件下,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(按我国玉米淀粉平均亩产量计算);合成速率是玉米淀粉合成速率的8.5倍。
新浦京www81707con副院长、中科院院士周琪说:“这一成果尚处于实验室阶段,离实际应用还有相当长的距离,后续要尽快实现从‘1到10’的突破和‘10到100’的突破,最终真正解决人类发展面临的重大问题。”马延和先容,科研人员正在针对工业化的问题进行攻关,比如解决酶的稳定性、活力、成本等问题,探索多条技术路线等,“预计未来5到10年能够建立起工业化示范装置”。
(原载于《光明日报》 2021-09-24 13版)
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