前沿科技丨中国技术——让世界再无饥荒成为可能
民以食为天。淀粉，大家一定不陌生，在不同种类的食物当中，淀粉都扮演着非常重要的角色，它是玉米、大米、马铃薯、小麦等粮食作物的主要成分，是人类饮食的主要成分和重要的能量来源。此外，淀粉也是非常重要的工业原料，广泛用于造纸、纺织、服装、塑料等领域。
虽然淀粉应用广泛， 但是其获取方式长期以来都是依靠绿色植物的光合作用固定二氧化碳，整个过程涉及60多个步骤，对温度、湿度等外界条件都有较高的要求，太阳能的能量转化率很低。因此，近年来，为了更好面对可能发生的粮食危机，我国科学家一直致力于研究不依赖自然就能稳定产生淀粉的方式。历时6年，我国于2021年9月在人工合成淀粉方面取得重大颠覆性、原创性突破一一国际上首次在实验室实现二氧化碳到淀粉的人工全合成！该成果被国际学术界认为是影响世界的重大颠覆性技术。
简单地说，中国科学家采用了一种类似“搭积木”的方式，通过结合化学催化和生物催化体系，实现了“光能一一电能一一化学能”的能量转变方式，成功构建出一条从二氧化碳到淀粉合成只有11步反应的人工路径。相比于自然条件下的60多步反应，大大提高了能量转化效率与合成速度一一人工合成淀粉的能量转化效率超过水稻玉米等自然农作物生产淀粉的3.5倍，速率达到8.5倍以上。人工合成淀粉与农作物淀粉还有着一致的应用效果，却能够不受气候和季节影响，直接跳过粮食生产周期，24小时进行生产。未来的人们，无论生活在沙漠、高山还是冰原，无论遭遇旱灾还是洪水，都可以轻松地从工厂获得源源不断的粮食。
该项技术突破给人类带来的利益远不止于此，除了缓解粮食短缺问题，在很大程度上也同时缓解了全球变暖。二氧化碳的排放是造成全球变暖的主要原因，现在，人们正努力从植树造林、使用清洁能源、节能减排等多方面降低二氧化碳的含量，而人工合成淀粉技术可以直接利用二氧化碳，效率远高于植物。
长远来看，当前世界一部分不稳定因素依旧源自饥饿，这也是非洲战乱的一大原因；北非的一些骚乱也来自食品价格问题；甚至阿富汗的一些恐怖分子，也是因为饥饿和贫穷走上恐怖主义道路。这么说来，中国这项史无前例的突破性技术，无疑将在将来很大程度上缓解世界两大主要难题一粮食与环境问题。
然而，虽然目前科学家已经在这项技术上取得了重大突破，但要想让这项技术被广泛应用，还有不少问题需要解决，比如能量问题。人工合成淀粉的过程需要大量的能量支撑，根据科学家的初步计算，只有二氧化碳合成淀粉的电能利用效率再提高数倍，同时淀粉合成的碳素转化率再提高数十倍，人工合成淀粉才能大规模同大自然生产的淀粉相竞争。相信随着科技的发展，我国科学家们能够研发出更多先进的技术解决人工合成淀粉的能量需求问题。让我们期待这项技术在不久的将来能够大规模普及，造福全世界！
我们都知道，淀粉属于糖类中的多糖，它遇到碘元素的时候，会发生反应，生成的化合物呈蓝紫色。根据这个原理，我们只需往待测溶液中滴入碘液，如果溶液由无色变为蓝紫色，则说明待测溶液中含有淀粉；如果只显示出碘液的橙黄色，则说明待测溶液中不含淀粉，如上图所示。
来源：科普江苏
编辑：陈超
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