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“空氣變饅頭”!中國的科技魔法太牛了!

發(fā)表時(shí)間:2024/03/19 16:00:02  來(lái)源:央視  瀏覽次數:2731  
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科學(xué)家用空氣中的二氧化碳“變魔術(shù)”了。

全國兩會(huì )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(shí)驗項目,該項目是通過(guò)人工合成的手段,將空氣中的二氧化碳轉化為淀粉,網(wǎng)友稱(chēng)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(lǐng)團隊成功實(shí)現二氧化碳合成淀粉的消息一經(jīng)公布,引發(fā)廣泛關(guān)注。如今,項目已經(jīng)進(jìn)入工程測試階段,向產(chǎn)業(yè)化又邁進(jìn)了一大步。

記者:作為科學(xué)家來(lái)說(shuō),你心中追求的那個(gè)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(lái),我們叫農業(yè)工業(yè)化的一條路線(xiàn),如果這條路線(xiàn)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(lái)?

馬延和:就是車(chē)間制造,把農田種植的模式變成車(chē)間制造。

在馬延和設想的車(chē)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(zhì)、糖類(lèi)。

這份淀粉樣品代表的是科學(xué)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(lèi)離不開(kāi)的碳水是對植物進(jìn)行加工才得到的。為了這項突破,馬延和帶領(lǐng)團隊努力了近十年時(shí)間。

記者:會(huì )帶來(lái)什么樣的顛覆性改變?

馬延和:最直接的一個(gè)是節約我們大量的土地耕地,就是可能我們的生產(chǎn)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(yè)的壓力。另外一個(gè)可能更重要,就是我們有一個(gè)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(xué)研究中有一類(lèi)課題叫原始創(chuàng )新,需要長(cháng)期投入,但結果不能預估。二氧化碳合成淀粉實(shí)驗項目就是這樣的課題,和那些已經(jīng)聚集了眾多課題的領(lǐng)域和賽道相比,這一項目的啟動(dòng)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(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所成立于2012年,馬延和參與籌建并擔任第一任所長(cháng)。二氧化碳合成淀粉是他上任后,舉全所之力推動(dòng)的重大項目。

植物制造淀粉是通過(guò)一系列生化反應實(shí)現的,以玉米為例,它的過(guò)程涉及60多步代謝反應,太陽(yáng)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(shí)驗室內將二氧化碳合成為淀粉。

馬延和:開(kāi)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(fā)生,但是把這些反應放在一起,它就沒(méi)有反應,沒(méi)有物質(zhì)產(chǎn)生,到底問(wèn)題出在哪里,就是一個(gè)一個(gè)去排除,這種排列組合就很多。

反復實(shí)驗、反復失敗的過(guò)程持續了三年多時(shí)間,研究所可支配的經(jīng)費是有限的,隨著(zhù)實(shí)驗項目戰線(xiàn)的拉長(cháng),資金壓力越來(lái)越大。

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

馬延和:這個(gè)就是反應完了之后,我要檢測到底有沒(méi)有淀粉。加一點(diǎn)碘進(jìn)去,它如果變藍就說(shuō)明它有淀粉。

記者:那就是每次都見(jiàn)不到藍的時(shí)候……

實(shí)驗人員:就是很有挫敗感。

記者:挫敗了還要再往前走。

實(shí)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(gè)問(wèn)題解決了,我們就成功了。

2018年盛夏的一天,實(shí)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(gè)顏色,實(shí)驗人員等了三年半。

實(shí)驗人員隨后提取出二氧化碳合成的淀粉樣品,至此,實(shí)驗項目已經(jīng)實(shí)現重大突破。

一代一代地做下去

“功成不必在我”

雖然最初實(shí)現了二氧化碳合成淀粉技術(shù)從0到1的突破,但因其轉化成本極其高昂,遠遠達不到產(chǎn)業(yè)化的要求。

2018年之后,馬延和帶領(lǐng)團隊繼續堅持默默無(wú)聞地研究,不斷優(yōu)化路徑,不斷重復實(shí)驗,并借助先進(jìn)的技術(shù)手段,來(lái)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(xué)》在線(xiàn)發(fā)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(yù)為生物制造領(lǐng)域的重要里程碑。

記者:當你的這個(gè)文章發(fā)表在《科學(xué)》雜志上之后,很多人就在旁邊留言說(shuō)這個(gè)很可能得諾貝爾獎了,有人說(shuō)可不可以拿這個(gè)當成一個(gè)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(wú)所謂,我最在乎的就是這個(gè)技術(shù)能不能落地,能不能夠做成,其他的都無(wú)所謂。我們一直在所里說(shuō)一句話(huà),就是向著(zhù)太陽(yáng)走,影子會(huì )跟著(zhù)你,如果我們追影子,永遠追不到。其實(shí)是想讓大家樹(shù)立一個(gè)正確的價(jià)值觀(guān),正確的導向,去做該做的事情,如果把這個(gè)影子比喻成名譽(yù)、地位、待遇,回頭去計較這些,那肯定會(huì )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(cháng)的位置上退了下來(lái),但他并沒(méi)有停歇,搭建新的科研平臺,推動(dòng)技術(shù)迭代升級,他變得更加忙碌。

記者:這路還有多長(cháng)?

馬延和:樂(lè )觀(guān)一點(diǎn)的話(huà),我們還得需要幾年時(shí)間。

記者:你急嗎?

馬延和:著(zhù)急,很著(zhù)急,心里很急,但是表面上還不能表達出來(lái)。

記者:如果我們慢了,別的國家、別的科研團隊有沒(méi)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(chǎn)業(yè)也是一種賽道,誰(shuí)跑在前面誰(shuí)贏(yíng),誰(shuí)的利益最大。

記者:未來(lái)如果它能夠進(jìn)行科技轉化了,你在里面算扮演一個(gè)什么角色?

馬延和:就是一個(gè)啟蒙者或者啟動(dòng)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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