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    “空氣變饅頭”!中國的科技魔法太牛了!

    發表時間:2024/03/19 16:00:02  來源:央視  瀏覽次數:1188  
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    科學家用空氣中的二氧化碳“變魔術”了。

    全國兩會閉幕后,全國人大代表馬延和返回工作崗位,投身二氧化碳合成淀粉的實驗項目,該項目是通過人工合成的手段,將空氣中的二氧化碳轉化為淀粉,網友稱之為“空氣變饅頭”。

    0到1的突破

    他們用了十年

    3年前,馬延和帶領團隊成功實現二氧化碳合成淀粉的消息一經公布,引發廣泛關注。如今,項目已經進入工程測試階段,向產業化又邁進了一大步。

    記者:作為科學家來說,你心中追求的那個理想是什么?

    馬延和:就是把我們農田種植的玉米、大豆,能夠在啤酒罐里面合成出來,我們叫農業工業化的一條路線,如果這條路線能夠成功,我們可能主糧、主要的作物不用種。

    記者:那不用種哪來?

    馬延和:就是車間制造,把農田種植的模式變成車間制造。

    在馬延和設想的車間制造中,二氧化碳成為原料,不但可以轉化成淀粉,還可以轉化成蛋白質、糖類。

    這份淀粉樣品代表的是科學上從0到1的一次突破,從二氧化碳到淀粉,首次全人工合成。在這之前,淀粉的真正制造者是綠色植物,也只有綠色植物的光合作用才能把二氧化碳和水合成為淀粉,人類離不開的碳水是對植物進行加工才得到的。為了這項突破,馬延和帶領團隊努力了近十年時間。

    記者:會帶來什么樣的顛覆性改變?

    馬延和:最直接的一個是節約我們大量的土地耕地,就是可能我們的生產效率能夠提升90%,或者是能節約土地、節約淡水90%以上,不需要農藥化肥,減輕我們農業的壓力。另外一個可能更重要,就是我們有一個非??煽康那廊ハ{二氧化碳,它的需求很大,所以它對二氧化碳的消納就非常巨大。

    基礎科學研究中有一類課題叫原始創新,需要長期投入,但結果不能預估。二氧化碳合成淀粉實驗項目就是這樣的課題,和那些已經聚集了眾多課題的領域和賽道相比,這一項目的啟動注定要面對多方考量。

    淡淡的藍色

    科研人員等了三年半

    中國科學院天津工業生物技術研究所成立于2012年,馬延和參與籌建并擔任第一任所長。二氧化碳合成淀粉是他上任后,舉全所之力推動的重大項目。

    植物制造淀粉是通過一系列生化反應實現的,以玉米為例,它的過程涉及60多步代謝反應,太陽能的利用效率不足2%。人工合成淀粉的目的是提高效率,馬延和與團隊所做的事情,是尋找步驟最少、效率最高的路徑,在實驗室內將二氧化碳合成為淀粉。

    馬延和:開始大家還是比較有自信,有信心,淀粉分子的合成每一步反應都能發生,但是把這些反應放在一起,它就沒有反應,沒有物質產生,到底問題出在哪里,就是一個一個去排除,這種排列組合就很多。

    反復實驗、反復失敗的過程持續了三年多時間,研究所可支配的經費是有限的,隨著實驗項目戰線的拉長,資金壓力越來越大。

    雙重壓力之下,馬延和的辦法是,用所內其他項目掙來的錢支撐這一看不到終點的跋涉。

    馬延和:這個就是反應完了之后,我要檢測到底有沒有淀粉。加一點碘進去,它如果變藍就說明它有淀粉。

    記者:那就是每次都見不到藍的時候……

    實驗人員:就是很有挫敗感。

    記者:挫敗了還要再往前走。

    實驗人員:反正做科研的,就是不要怕失敗,要在失敗中前行,就去想各種解決方案,然后最終把那個問題解決了,我們就成功了。

    2018年盛夏的一天,實驗人員照常將碘加入試管,讓人驚喜的是,試管中第一次出現了淡淡的藍色。

    這個顏色,實驗人員等了三年半。

    實驗人員隨后提取出二氧化碳合成的淀粉樣品,至此,實驗項目已經實現重大突破。

    一代一代地做下去

    “功成不必在我”

    雖然最初實現了二氧化碳合成淀粉技術從0到1的突破,但因其轉化成本極其高昂,遠遠達不到產業化的要求。

    2018年之后,馬延和帶領團隊繼續堅持默默無聞地研究,不斷優化路徑,不斷重復實驗,并借助先進的技術手段,來降低二氧化碳合成淀粉的轉化成本。

    2021年9月24日,國際權威期刊《科學》在線發表了馬延和與團隊在淀粉人工合成上取得的重大突破性成果,隨即被媒體密集報道,被譽為生物制造領域的重要里程碑。

    記者:當你的這個文章發表在《科學》雜志上之后,很多人就在旁邊留言說這個很可能得諾貝爾獎了,有人說可不可以拿這個當成一個條件,可以去做院士了,這些你考慮嗎?你喜歡嗎?你在乎嗎?

    馬延和:無所謂,我最在乎的就是這個技術能不能落地,能不能夠做成,其他的都無所謂。我們一直在所里說一句話,就是向著太陽走,影子會跟著你,如果我們追影子,永遠追不到。其實是想讓大家樹立一個正確的價值觀,正確的導向,去做該做的事情,如果把這個影子比喻成名譽、地位、待遇,回頭去計較這些,那肯定會迷路的,而且永遠追不到。

    去年底,因任期結束,馬延和從研究所所長的位置上退了下來,但他并沒有停歇,搭建新的科研平臺,推動技術迭代升級,他變得更加忙碌。

    記者:這路還有多長?

    馬延和:樂觀一點的話,我們還得需要幾年時間。

    記者:你急嗎?

    馬延和:著急,很著急,心里很急,但是表面上還不能表達出來。

    記者:如果我們慢了,別的國家、別的科研團隊有沒有可能比我們快。

    馬延和:有可能。

    記者:反正大家都在做,快又怎么樣呢?

    馬延和:那就是可能我們很多的先機就失去了??萍家彩且环N賽道,產業也是一種賽道,誰跑在前面誰贏,誰的利益最大。

    記者:未來如果它能夠進行科技轉化了,你在里面算扮演一個什么角色?

    馬延和:就是一個啟蒙者或者啟動者。

    記者:一代一代人就這么做下去?

    馬延和:對,功成不必在我。

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