导读

盘点近期的人类“黑科技”，“空气变馒头”必须算一个。

前不久，中国科学院天津工业生物技术研究所研究团队宣布，已经在实验室实现了“二氧化碳到淀粉的人工合成”。此消息一经发布引发广泛关注：人工合成淀粉，是重大进展还是“水变汽油”？还有人调侃，既然空气可以变馒头，那么，喝“西北风”真能喝饱了？

今天，中国青年报社、中国科学院科学传播局联合推出沉浸式“前沿科学课”第一期，关注这一主题。在这里，中学生走进“人工合成淀粉”的实验室“现场”，和科学家面对面对话，触摸“二氧化碳变淀粉”这项最前沿的科学发现。

面对人工合成淀粉的突破

中学生有哪些奇思妙想？

科学家又如何趣味作答？

快看看第一期前沿科学课吧！

·喝西北风不再是戏？

空气变粮食是什么原理？

淀粉这么常见，为何还要费时费力合成呢？

淀粉是粮食的主要成分，同时也是重要的工业原料。但是粮食的价格不能反映粮食的价值。

粮食在大家都有的时候确实不是稀缺资源，但是一旦没有，就只能投降了。

节目中，蔡韬老师演示淀粉遇碱变蓝的过程

空气变粮食，是如何实现的？

第一步要寻找可以合成淀粉的反应组合，实现“二氧化碳与淀粉的接龙”。第二步要找可以催化反应的酶催化剂，通过替换与改造打造淀粉生成的“和谐团队”。第三步用“拼积木”的方式，将一个碳原子变成三碳化合物，再聚合成六碳化合物。最后将六碳化合物像“串糖葫芦”穿在一起，就获得了最终的淀粉。

科学家为同学们讲解淀粉的人工合成过程

人工合成淀粉，效率高吗，能超过大自然吗？

高很多。

根据计算，人工合成淀粉的速度大概是玉米的8.5倍（按平均玉米产量计算），理论能量效率大约是玉米的3.5倍。按照目前实验室的水平计算，1立方米反应罐年产淀粉相当于5亩土地的玉米淀粉产量，但是要想实现技术的应用还需要相当长的路要走，还有很多技术难关需要突破。

以后还需要农民种地吗？

粮食危机将不复存在？

如果效率这么高，未来有一天，农民伯伯是否不需要种地了，全球的粮食危机也能得以解决？

首先淀粉并不等同于粮食，粮食中除了淀粉外还有蛋白质、油脂、维生素等营养成分。

其次，种地不仅生成粮食，还包括蔬菜、水果、油料等。因此，仅仅人工合成淀粉还不能替代种地，但是我们期望通过这样的技术可以大幅降低种地的面积。

“捉住”二氧化碳，火星也能变地球？

星际旅行的粮食问题解决有望了，火星移民还远吗？

这一技术确实很容易和星际旅行联系在一起。

一旦有了像淀粉、葡萄糖这样的碳水化合物，就可以以其为原料进一步生产蛋白质、油脂、维生素，甚至燃料、材料单体等化合物，这些物质经过分解后再形成二氧化碳，进而形成一个类似地球生态圈的循环系统，实现星际条件下生命必需物资的循环供给。

有了这项技术，温室效应是否将得以解决？

我们的技术对于解决温室效应肯定是有帮助的，因为除了合成淀粉，我们的技术经过改造后也可以生产其它的化学品，为替代传统的石化资源提供一条可能路线。但是仅仅靠这一个技术还是远远不够，需要多个行业、多种技术一起才有可能解决温室效应，比如说绿色能源技术。

·人工合成淀粉是什么味道？

距离量产还远吗？

人工合成淀粉跟自然淀粉一样吗，能做成馒头、包子吃吗，口感如何？

人工合成淀粉中人工指的是合成的过程，最终的产品和自然的淀粉是一样的。

理论上是可以做成面条的，但是目前的成本还是太高了，有点吃不起。

距离能吃，距离量产还有多远，我们年轻人未来能干什么？

主要的挑战是降低成本，还需要比较长的时间，攻克更多技术难关。

事实上，蔡韬老师及其团队6年只做了这一件事

整理了三十多本笔记    

6年磨一剑

终于实现了“二氧化碳变淀粉”的“魔法”

希望年轻人能脚踏实地学好基础知识，将学习过程和实际应用联系起来。希望你们也投入其中，做对社会有帮助的事情。

今天的“前沿科学课”到这里就要告一段落了，但我们对科学的追问，并不会就此停下。

如果你也有好奇的问题，那就关注“来点科学”公众号、“中青教育”B站号吧，在上面留言，中青报编辑部的哥哥姐姐们请科学家来解答。