#神十三与神十二的任务有何不同#
神舟十二号任务完成不到一个月，神舟十三号又踏上征途了，先预祝一下三位航天员工作顺利，神十三任务圆满成功！
这次任务是神舟系列飞船执行的第八次载人飞行任务，也是空间站关键技术验证阶段的最后一次任务。从明年的天舟四号开始，中国空间站将全面进入在轨组装建造阶段。
这意味着，神舟十三号任务要攻克空间站建造的最后几个关键点，有着承上启下的重要意义。
关注点1：太空驻留时长新纪录
神舟十二号在空间站一共停靠了90天17小时2分钟，这是目前的在轨停靠时长纪录，三上太空的聂海胜也因此创造了中国航天员太空驻留时长的记录。
当然这一记录很快就要被打破了，因为神舟十三号乘组预计将在空间站驻留六个月。神十三乘组中，太空飞行时间最长的执行过神舟十号任务的王亚平（15天），这也就意味她即将成为我国驻留太空时间最长的航天员。
王亚平完成神十任务出舱
在神舟十一号任务后，为应对空间站建设和运营的新需求，神舟飞船经历了一轮升级，使之成为了“迄今为止功能最完整、最完全的飞船”。而新的“完全体”神舟，设计最长在轨停靠时间就是六个月，所以神舟十二号只是小试牛刀，神十三才是它的全部潜能。
六个月也是未来空间站进入运营阶段后人员轮替的周期。神舟十三号一个很重要的任务就是验证航天员在空间站长时间驻留工作的可靠性，这其中包括再生生保、物资补给、航天员健康管理等一系列关键保障技术。
太空健身房即将重新开业
关注点2：首次女性航天员长期驻留
在本次发射之前，天舟三号已经先行一步将神舟十三号“出差行李”送到了空间站。而在天舟三号投送的快递中，有一套女性舱外航天服，以及能够满足半年使用的卫生用品和化妆品。
因此，在神十三乘组公布之前我们就知道这次的“出差三人组”中，肯定有一名女性。现在我们知道，这位女航天员是执行过神十任务的王亚平。
天舟三号货运飞船发射瞬间
女航天员上天可以积累女性在生理、心理及航天医学方面的飞行数据，而且女性在生理和心理方面具有独特的优势，所以女航天员一直是太空探索不可或缺的重要力量。
未来中国空间站的运营，肯定少不了女性航天员及专家的参与，因此对女性航天员长期驻留进行关键性验证也是神舟十三号的重要任务。
天舟三号搭载了女性舱外航天服，就意味着王亚平将在空间站驻留期间执行出舱任务，她也将成为我国首位完成太空行走的女航天员，又是一个历史性的时刻。
另外，从神舟十三号任务发布会获悉，王亚平将在任务期间再次担任“太空老师”，面向中小学生授课，时隔八年的第二课，可别忘了上哦~
2013年6月20日，王亚平在天宫一号空间实验室中对全国中小学生进行太空授课
关注点3：首次径向对接空间站
神舟十二号在撤离空间站后，并没有立即返回，而是执行了绕飞以及径向交会对接试验。
但是这次试验只是到达了距离节点舱下方对接口19米的停泊点，验证了相关技术后就返回了，并没有完成与空间站的径向交会对接。
于是，完成第一次径向交会对接的光荣使命就交在神舟十三号手里了。
神舟十三号对接位置
目前，天和核心舱前后两个接口分别对接了天舟二号和天舟三号货运飞船，神舟十三号将从节点舱下方对接口与空间站交会，使空间站组合体变成T形。
这一构型下组合体总重将近60吨，是目前阶段中国空间站的最大规模构型，也将刷新我国在轨航天器的吨位新纪录。当然，这个记录也是暂时的，明年发射的问天和梦天两个实验舱将把这一记录提升到100吨。
中国空间站建成概念图
关注点4：机械臂辅助转位试验
神舟十二号任务期间，我们见证了空间站的机械臂辅助航天员舱外作业的场景，神舟十三号任务期间，将对机械臂另一个重要用途进行试验——辅助舱段转位。
中国空间站上的机械臂
预计在明年的神舟十四号任务期间，中国空间站的两个实验舱——问天号和梦天号，将先后由长征五号运载火箭发射并与天和核心舱对接，这是空间站建造最重要的部分。
按照规划，问天号实验舱Ⅰ和梦天号实验舱Ⅱ将分别停泊在天和核心舱的左右两个径向对接口上。但是这两个实验舱都是20吨级大型舱段，因此它们不能像神舟十三号那样直接与核心舱进行径向交会对接，否则巨大的撞击惯量将对空间站组合体姿态产生难以控制的扰动。
因此两个实验舱需要先后分别与核心舱前向对接口对接，再转位至侧向停泊口。
实验舱转位示意图
实验舱转位有两套互为备份的转位方案。一是通过实验舱自备的转位机械臂与节点舱基座对接进行转位；二是通过天和核心舱配置的大型七自由度空间机械臂捕获实验舱直接进行转位。
而神舟十三号乘组进驻空间站之后的一项重要任务就是，操作空间机械臂捕获天舟二号货运飞船进行转位试验，为明年神舟十四号任务期间的实验舱转位工作做技术验证。
天舟二号配合天和机械臂进行辅助转位试验
从神舟五号一飞冲天，到中国空间站全面在轨建造，载人航天事业一步一个里程碑，成为中国科技进步的象征和国人永远的骄傲。
万和作为国内厨卫电器的领头羊，也一直从我国航天事业中汲取着奋进的力量。
万和早在2007年就成为“中国航天事业合作伙伴”，2016年升格为“中国航天事业战略合作伙伴”，是中国航天事业最高级别的合作类型。
与中国航天牵手十载，与不断进步的中国航天科技一样，万和的产品技术和品质也不断创新发展。
万和积极引入具有中国航天特色的科研生产及质量管理办法——“质量问题归零法则”，按照“过程清楚、责任明确、措施落实、严肃处理、完善规章”五条标准对各种质量问题逐项落实。万和以“品质零缺陷，标准航天级”的管理法则精工制造，不断打造“航天级”品质产品，因此得到业界和消费者的支持和认可。
在产品研发过程中，万和也充分借鉴航天工业所使用的创新技术。应用在燃气热水器中的三芯短焰燃烧技术，来源于航天器发动机高效燃烧的概念，根据航天发动机理念设计的三芯短焰燃烧器，达到大功率、高效率、低排放三大指标。而万和的核心技术之一——碳氮双防技术，则来源于太空舱废气检测系统的概念，主动控制废气中的一氧化碳和氮氧化物等有害成分。
至今，万和在厨卫电器领域拥有48项行业先进技术，90多次主导或参与了燃气热水器、燃气灶具、消毒柜国家和行业标准的起草和修订，拥有2000多项专利，代表中国燃气具技术前沿方向。
万和的燃气热水器市场占有率已经连续十七年处于行业第一位，消毒碗柜、燃气灶、吸油烟机、电热水器的市场占有率均处于行业前列，万和燃气热水器和燃气炉具的出口量连续多年领先行业同类产品。
航天科技事业代表了我国科技产业最尖端的水平，航天精神代表了"爱国强军、自主创新"的精神。
万和电气作为“中国航天事业战略合作伙伴”，将通过创新营销、创新科技展现品牌活力，在不断助力中国航天事业发展的同时，在产品及技术创新上持续突破自我，全面提升管理水平，打造中国民族品牌面向世界的一张“国际名片”！
神舟十二号任务完成不到一个月，神舟十三号又踏上征途了，先预祝一下三位航天员工作顺利，神十三任务圆满成功！
这次任务是神舟系列飞船执行的第八次载人飞行任务，也是空间站关键技术验证阶段的最后一次任务。从明年的天舟四号开始，中国空间站将全面进入在轨组装建造阶段。
这意味着，神舟十三号任务要攻克空间站建造的最后几个关键点，有着承上启下的重要意义。
关注点1：太空驻留时长新纪录
神舟十二号在空间站一共停靠了90天17小时2分钟，这是目前的在轨停靠时长纪录，三上太空的聂海胜也因此创造了中国航天员太空驻留时长的记录。
当然这一记录很快就要被打破了，因为神舟十三号乘组预计将在空间站驻留六个月。神十三乘组中，太空飞行时间最长的执行过神舟十号任务的王亚平（15天），这也就意味她即将成为我国驻留太空时间最长的航天员。
王亚平完成神十任务出舱
在神舟十一号任务后，为应对空间站建设和运营的新需求，神舟飞船经历了一轮升级，使之成为了“迄今为止功能最完整、最完全的飞船”。而新的“完全体”神舟，设计最长在轨停靠时间就是六个月，所以神舟十二号只是小试牛刀，神十三才是它的全部潜能。
六个月也是未来空间站进入运营阶段后人员轮替的周期。神舟十三号一个很重要的任务就是验证航天员在空间站长时间驻留工作的可靠性，这其中包括再生生保、物资补给、航天员健康管理等一系列关键保障技术。
太空健身房即将重新开业
关注点2：首次女性航天员长期驻留
在本次发射之前，天舟三号已经先行一步将神舟十三号“出差行李”送到了空间站。而在天舟三号投送的快递中，有一套女性舱外航天服，以及能够满足半年使用的卫生用品和化妆品。
因此，在神十三乘组公布之前我们就知道这次的“出差三人组”中，肯定有一名女性。现在我们知道，这位女航天员是执行过神十任务的王亚平。
天舟三号货运飞船发射瞬间
女航天员上天可以积累女性在生理、心理及航天医学方面的飞行数据，而且女性在生理和心理方面具有独特的优势，所以女航天员一直是太空探索不可或缺的重要力量。
未来中国空间站的运营，肯定少不了女性航天员及专家的参与，因此对女性航天员长期驻留进行关键性验证也是神舟十三号的重要任务。
天舟三号搭载了女性舱外航天服，就意味着王亚平将在空间站驻留期间执行出舱任务，她也将成为我国首位完成太空行走的女航天员，又是一个历史性的时刻。
另外，从神舟十三号任务发布会获悉，王亚平将在任务期间再次担任“太空老师”，面向中小学生授课，时隔八年的第二课，可别忘了上哦~
2013年6月20日，王亚平在天宫一号空间实验室中对全国中小学生进行太空授课
关注点3：首次径向对接空间站
神舟十二号在撤离空间站后，并没有立即返回，而是执行了绕飞以及径向交会对接试验。
但是这次试验只是到达了距离节点舱下方对接口19米的停泊点，验证了相关技术后就返回了，并没有完成与空间站的径向交会对接。
于是，完成第一次径向交会对接的光荣使命就交在神舟十三号手里了。
神舟十三号对接位置
目前，天和核心舱前后两个接口分别对接了天舟二号和天舟三号货运飞船，神舟十三号将从节点舱下方对接口与空间站交会，使空间站组合体变成T形。
这一构型下组合体总重将近60吨，是目前阶段中国空间站的最大规模构型，也将刷新我国在轨航天器的吨位新纪录。当然，这个记录也是暂时的，明年发射的问天和梦天两个实验舱将把这一记录提升到100吨。
中国空间站建成概念图
关注点4：机械臂辅助转位试验
神舟十二号任务期间，我们见证了空间站的机械臂辅助航天员舱外作业的场景，神舟十三号任务期间，将对机械臂另一个重要用途进行试验——辅助舱段转位。
中国空间站上的机械臂
预计在明年的神舟十四号任务期间，中国空间站的两个实验舱——问天号和梦天号，将先后由长征五号运载火箭发射并与天和核心舱对接，这是空间站建造最重要的部分。
按照规划，问天号实验舱Ⅰ和梦天号实验舱Ⅱ将分别停泊在天和核心舱的左右两个径向对接口上。但是这两个实验舱都是20吨级大型舱段，因此它们不能像神舟十三号那样直接与核心舱进行径向交会对接，否则巨大的撞击惯量将对空间站组合体姿态产生难以控制的扰动。
因此两个实验舱需要先后分别与核心舱前向对接口对接，再转位至侧向停泊口。
实验舱转位示意图
实验舱转位有两套互为备份的转位方案。一是通过实验舱自备的转位机械臂与节点舱基座对接进行转位；二是通过天和核心舱配置的大型七自由度空间机械臂捕获实验舱直接进行转位。
而神舟十三号乘组进驻空间站之后的一项重要任务就是，操作空间机械臂捕获天舟二号货运飞船进行转位试验，为明年神舟十四号任务期间的实验舱转位工作做技术验证。
天舟二号配合天和机械臂进行辅助转位试验
从神舟五号一飞冲天，到中国空间站全面在轨建造，载人航天事业一步一个里程碑，成为中国科技进步的象征和国人永远的骄傲。
万和作为国内厨卫电器的领头羊，也一直从我国航天事业中汲取着奋进的力量。
万和早在2007年就成为“中国航天事业合作伙伴”，2016年升格为“中国航天事业战略合作伙伴”，是中国航天事业最高级别的合作类型。
与中国航天牵手十载，与不断进步的中国航天科技一样，万和的产品技术和品质也不断创新发展。
万和积极引入具有中国航天特色的科研生产及质量管理办法——“质量问题归零法则”，按照“过程清楚、责任明确、措施落实、严肃处理、完善规章”五条标准对各种质量问题逐项落实。万和以“品质零缺陷，标准航天级”的管理法则精工制造，不断打造“航天级”品质产品，因此得到业界和消费者的支持和认可。
在产品研发过程中，万和也充分借鉴航天工业所使用的创新技术。应用在燃气热水器中的三芯短焰燃烧技术，来源于航天器发动机高效燃烧的概念，根据航天发动机理念设计的三芯短焰燃烧器，达到大功率、高效率、低排放三大指标。而万和的核心技术之一——碳氮双防技术，则来源于太空舱废气检测系统的概念，主动控制废气中的一氧化碳和氮氧化物等有害成分。
至今，万和在厨卫电器领域拥有48项行业先进技术，90多次主导或参与了燃气热水器、燃气灶具、消毒柜国家和行业标准的起草和修订，拥有2000多项专利，代表中国燃气具技术前沿方向。
万和的燃气热水器市场占有率已经连续十七年处于行业第一位，消毒碗柜、燃气灶、吸油烟机、电热水器的市场占有率均处于行业前列，万和燃气热水器和燃气炉具的出口量连续多年领先行业同类产品。
航天科技事业代表了我国科技产业最尖端的水平，航天精神代表了"爱国强军、自主创新"的精神。
万和电气作为“中国航天事业战略合作伙伴”，将通过创新营销、创新科技展现品牌活力，在不断助力中国航天事业发展的同时，在产品及技术创新上持续突破自我，全面提升管理水平，打造中国民族品牌面向世界的一张“国际名片”！
【凭“空”造淀粉？五问人工合成淀粉新成果】#我国科学家突破人工合成淀粉技术#淀粉在日常生活中几乎随处可见，烹饪调味料、护肤化妆品、杂志封面纸、胶囊外壳、棉纱纺织……无一不用到淀粉。近期，中国科学院天津工业生物技术研究所（以下简称天津工业生物所）的科研团队经过6年探索，在实验室里首次实现了淀粉分子的人工合成。
这是国际上首次创建出电/氢能驱动二氧化碳从头合成淀粉的途径，比自然路线反应步数更少、淀粉合成速率更快。就与成果相关的一些问题，《中国科学报》采访了科研人员。
一问：为什么要合成淀粉
淀粉并非稀缺资源。想得到淀粉，最简单的方法是直接从玉米、薯类等农作物中提取。那么，科研人员为什么还要费时费力地合成淀粉？
“我们是想把非常慢的、大面积种植的农业过程，变成高效的、集中化的工业过程。”论文第一作者、天津工业生物所副研究员蔡韬告诉《中国科学报》，“农作物生长周期长、需要大面积种植，而且用于提高产量的各种育种技术已进入平台期，如何更高效地生产淀粉成为一个巨大挑战。”
长久以来，为了提高农作物产量，科学家探索出了杂交育种、分子育种等各种遗传育种方法。在遗传育种将农作物产量向极限提升的同时，生物合成技术也受到关注。
2015年，国际纳米材料科学家杨培东构建出了一套“人工光合作用”系统，通过纳米线和细菌组成的系统，模拟自然界的光合作用，把二氧化碳和水转变成碳水化合物。2018年，美国国家航空航天局（NASA）发起了名为“二氧化碳转化挑战赛”的“百年挑战计划”，希望能将火星上最充足的资源——二氧化碳，转化成葡萄糖等有用的化合物，以满足人类在火星上生存和生活所需。
从2015年开始，天津工业生物所科研团队启动了人工合成淀粉项目。“之所以选择做淀粉的人工合成研究，是因为淀粉很重要。它是农耕文明的核心分子，提供了人类生存所需的热量。”蔡韬说。
“全球以淀粉为原料的产品大约有3万多种，我们如何找到更廉价、更大量的替代淀粉？这项研究已经迈出了重要一步。”未参与此项研究工作的中国工程院院士岳国君评论说。
二问：淀粉是怎么被合成出来的
“我们的整体设计思路是将热电厂和水泥厂排放的高浓度二氧化碳分离出来作为原料，将低密度太阳能转化为高密度电/氢能作为能源，形成简单的碳氢化合物，然后设计出从碳氢化合物到淀粉的生物合成过程。”蔡韬说。
早在2015年，科研团队就确定了这一设计思路。此后6年里，在二氧化碳电/氢转化甲醇技术基础上，科研团队一直在摸索从碳氢化合物到淀粉的生物合成路径。
“淀粉是一种复杂有机物，它的合成也是一个复杂过程，我们要将其变成一个简单过程。”蔡韬说。
最初，他们在从二氧化碳到淀粉的6568个生化反应中，计算出了一条最短的合成途径。这条途径共有11步主反应，大致是先做化学反应——利用高密度电/氢能将二氧化碳还原为碳一化合物，再做生物反应——将碳一化合物聚合为碳三化合物、碳六化合物（即葡萄糖）直至长链淀粉分子。
但这只是一条理论的虚拟途径，科研团队必须在现实中把这条路走通。“计算出来的途径中，很多酶的组合在现实中从来没有出现过。”蔡韬说，不同的酶“脾气秉性”不同，它们组合在一起之后会产生一些不可控的问题。
例如，生物合成的第一步是要从碳一化合物合成出碳三化合物，而此前国内外的研究成果一直存在合成产物不可控的问题，从碳一化合物可能会生成碳二、碳三、碳四化合物甚至更多碳的碳氢化合物。于是，他们从头设计碳碳缩合酶新序列，创建出了非自然的碳碳缩合酶，以促成从碳一化合物到碳三化合物的聚合，最终成功实现了从甲醛到2—羟基丙酮的可控生化反应。
与此同时，他们还进一步改造来自动物、植物、微生物等不同物种的生物酶催化剂，构建从2—羟基丙酮到葡萄糖异生代谢、多糖聚合功能模块，组装复杂的生化级联反应体系，通过蛋白别构调控改造、反应时空分离优化，解决人工途径中底物竞争、产物抑制、热动力学匹配等问题。
经过各种优化，科研团队成功将从二氧化碳到淀粉的合成途径简化至11步，并实现了精准调控。“这就是我们最初的梦想——凭空制造，随心所欲。”论文通讯作者，天津工业生物所所长、研究员马延和说。
三问：人工合成淀粉跟自然淀粉一样吗
“如果把人工合成淀粉做成面条、粉丝，大概会像意大利面那样劲道。”马延和表示，自然淀粉是直链淀粉和支链淀粉混在一起，目前实验室里合成的主要是直链淀粉，合成的支链淀粉没有自然淀粉中的支链淀粉那么复杂。
“在外观上，人工合成淀粉跟从玉米、薯类等农作物中提纯出来的淀粉看起来是一样的。”蔡韬说，实验室里通过人工合成产生的淀粉处于溶解状态，“是比较稀的淀粉糊糊，干燥后会变成粉状”。
科研人员对淀粉的基本判断方法是在溶液中加碘液，直链淀粉遇碘呈蓝色，支链淀粉遇碘呈紫红色。此外，他们还专门对合成物进行了理化分析。“通过核磁共振等检测，它和自然生产的淀粉一模一样。”蔡韬说。
四问：有可能实现工业化生产吗
作为一项基础研究领域的原创性突破，人工合成淀粉仍处在实验阶段。那么，未来它是否有工业化生产的可能？对此，科研人员表示，有潜力也有挑战。
“实验室里合成出淀粉大约需要4个小时。就人工合成淀粉的途径来看，从太阳能到淀粉的能量效率是玉米的3.5倍，淀粉合成速率是玉米淀粉合成速率的8.5倍。”蔡韬说。
他告诉记者，在实验室里，规模还比较小，平均1小时能合成出的淀粉只有几克，但是按照目前的技术参数，在能量供给充足的条件下，1立方米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平均年产量，这为淀粉生产的车间制造提供了可能。
“如果人工合成淀粉示范可以达到理论能量转换效率的80%，那么10度电大约可以合成1千克淀粉。”马延和说。
同时，蔡韬也直言，产业化应用还有很大挑战。一方面，在工程生物学基础理论和工程设计方面还有问题要解决；另一方面，就经济性而言，从控制过程成本初步计算，只有二氧化碳到淀粉合成的电能利用效率再提高数倍，淀粉合成的碳素转化速率再提高数十倍，才能与农业种植竞争。因此，实现工业化生产，还需解决诸多的科技难题。
五问：接下来还要做什么
“我们做的是应用导向的基础研究，目前取得的只是阶段性进展，后面还面临着很多难题。”蔡韬表示，科研团队已经迈出了第一步，即从理解细胞的基础代谢原理到设计细胞外生物化学反应途径。接下来，他们还要建立从二氧化碳到淀粉的可控网络和生态系统，并尝试在细胞内实现淀粉的人工合成。
产业化也是他们努力的方向。“我们计划在未来5至10年内，建立工业示范，以工业尾气为原料，利用光伏等可再生电源分解水提供氢气，在化学反应器中进行二氧化碳高效还原，在生物反应装置中合成淀粉。”马延和说。
此外，蔡韬表示，目前研究团队规模尚小，希望与相关研究所、大学和企业等创新力量加强合作，推进人工合成淀粉工程化进程。
“中国科学院将集成相关科技力量，一如既往地支持该项研究深入推进。”中国科学院副院长、中国科学院院士周琪表示，后续研究团队还需要尽快实现从“0到1”到“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。@中科院之声 https://t.cn/A6Mb7nhs
这是国际上首次创建出电/氢能驱动二氧化碳从头合成淀粉的途径，比自然路线反应步数更少、淀粉合成速率更快。就与成果相关的一些问题，《中国科学报》采访了科研人员。
一问：为什么要合成淀粉
淀粉并非稀缺资源。想得到淀粉，最简单的方法是直接从玉米、薯类等农作物中提取。那么，科研人员为什么还要费时费力地合成淀粉？
“我们是想把非常慢的、大面积种植的农业过程，变成高效的、集中化的工业过程。”论文第一作者、天津工业生物所副研究员蔡韬告诉《中国科学报》，“农作物生长周期长、需要大面积种植，而且用于提高产量的各种育种技术已进入平台期，如何更高效地生产淀粉成为一个巨大挑战。”
长久以来，为了提高农作物产量，科学家探索出了杂交育种、分子育种等各种遗传育种方法。在遗传育种将农作物产量向极限提升的同时，生物合成技术也受到关注。
2015年，国际纳米材料科学家杨培东构建出了一套“人工光合作用”系统，通过纳米线和细菌组成的系统，模拟自然界的光合作用，把二氧化碳和水转变成碳水化合物。2018年，美国国家航空航天局（NASA）发起了名为“二氧化碳转化挑战赛”的“百年挑战计划”，希望能将火星上最充足的资源——二氧化碳，转化成葡萄糖等有用的化合物，以满足人类在火星上生存和生活所需。
从2015年开始，天津工业生物所科研团队启动了人工合成淀粉项目。“之所以选择做淀粉的人工合成研究，是因为淀粉很重要。它是农耕文明的核心分子，提供了人类生存所需的热量。”蔡韬说。
“全球以淀粉为原料的产品大约有3万多种，我们如何找到更廉价、更大量的替代淀粉？这项研究已经迈出了重要一步。”未参与此项研究工作的中国工程院院士岳国君评论说。
二问：淀粉是怎么被合成出来的
“我们的整体设计思路是将热电厂和水泥厂排放的高浓度二氧化碳分离出来作为原料，将低密度太阳能转化为高密度电/氢能作为能源，形成简单的碳氢化合物，然后设计出从碳氢化合物到淀粉的生物合成过程。”蔡韬说。
早在2015年，科研团队就确定了这一设计思路。此后6年里，在二氧化碳电/氢转化甲醇技术基础上，科研团队一直在摸索从碳氢化合物到淀粉的生物合成路径。
“淀粉是一种复杂有机物，它的合成也是一个复杂过程，我们要将其变成一个简单过程。”蔡韬说。
最初，他们在从二氧化碳到淀粉的6568个生化反应中，计算出了一条最短的合成途径。这条途径共有11步主反应，大致是先做化学反应——利用高密度电/氢能将二氧化碳还原为碳一化合物，再做生物反应——将碳一化合物聚合为碳三化合物、碳六化合物（即葡萄糖）直至长链淀粉分子。
但这只是一条理论的虚拟途径，科研团队必须在现实中把这条路走通。“计算出来的途径中，很多酶的组合在现实中从来没有出现过。”蔡韬说，不同的酶“脾气秉性”不同，它们组合在一起之后会产生一些不可控的问题。
例如，生物合成的第一步是要从碳一化合物合成出碳三化合物，而此前国内外的研究成果一直存在合成产物不可控的问题，从碳一化合物可能会生成碳二、碳三、碳四化合物甚至更多碳的碳氢化合物。于是，他们从头设计碳碳缩合酶新序列，创建出了非自然的碳碳缩合酶，以促成从碳一化合物到碳三化合物的聚合，最终成功实现了从甲醛到2—羟基丙酮的可控生化反应。
与此同时，他们还进一步改造来自动物、植物、微生物等不同物种的生物酶催化剂，构建从2—羟基丙酮到葡萄糖异生代谢、多糖聚合功能模块，组装复杂的生化级联反应体系，通过蛋白别构调控改造、反应时空分离优化，解决人工途径中底物竞争、产物抑制、热动力学匹配等问题。
经过各种优化，科研团队成功将从二氧化碳到淀粉的合成途径简化至11步，并实现了精准调控。“这就是我们最初的梦想——凭空制造，随心所欲。”论文通讯作者，天津工业生物所所长、研究员马延和说。
三问：人工合成淀粉跟自然淀粉一样吗
“如果把人工合成淀粉做成面条、粉丝，大概会像意大利面那样劲道。”马延和表示，自然淀粉是直链淀粉和支链淀粉混在一起，目前实验室里合成的主要是直链淀粉，合成的支链淀粉没有自然淀粉中的支链淀粉那么复杂。
“在外观上，人工合成淀粉跟从玉米、薯类等农作物中提纯出来的淀粉看起来是一样的。”蔡韬说，实验室里通过人工合成产生的淀粉处于溶解状态，“是比较稀的淀粉糊糊，干燥后会变成粉状”。
科研人员对淀粉的基本判断方法是在溶液中加碘液，直链淀粉遇碘呈蓝色，支链淀粉遇碘呈紫红色。此外，他们还专门对合成物进行了理化分析。“通过核磁共振等检测，它和自然生产的淀粉一模一样。”蔡韬说。
四问：有可能实现工业化生产吗
作为一项基础研究领域的原创性突破，人工合成淀粉仍处在实验阶段。那么，未来它是否有工业化生产的可能？对此，科研人员表示，有潜力也有挑战。
“实验室里合成出淀粉大约需要4个小时。就人工合成淀粉的途径来看，从太阳能到淀粉的能量效率是玉米的3.5倍，淀粉合成速率是玉米淀粉合成速率的8.5倍。”蔡韬说。
他告诉记者，在实验室里，规模还比较小，平均1小时能合成出的淀粉只有几克，但是按照目前的技术参数，在能量供给充足的条件下，1立方米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平均年产量，这为淀粉生产的车间制造提供了可能。
“如果人工合成淀粉示范可以达到理论能量转换效率的80%，那么10度电大约可以合成1千克淀粉。”马延和说。
同时，蔡韬也直言，产业化应用还有很大挑战。一方面，在工程生物学基础理论和工程设计方面还有问题要解决；另一方面，就经济性而言，从控制过程成本初步计算，只有二氧化碳到淀粉合成的电能利用效率再提高数倍，淀粉合成的碳素转化速率再提高数十倍，才能与农业种植竞争。因此，实现工业化生产，还需解决诸多的科技难题。
五问：接下来还要做什么
“我们做的是应用导向的基础研究，目前取得的只是阶段性进展，后面还面临着很多难题。”蔡韬表示，科研团队已经迈出了第一步，即从理解细胞的基础代谢原理到设计细胞外生物化学反应途径。接下来，他们还要建立从二氧化碳到淀粉的可控网络和生态系统，并尝试在细胞内实现淀粉的人工合成。
产业化也是他们努力的方向。“我们计划在未来5至10年内，建立工业示范，以工业尾气为原料，利用光伏等可再生电源分解水提供氢气，在化学反应器中进行二氧化碳高效还原，在生物反应装置中合成淀粉。”马延和说。
此外，蔡韬表示，目前研究团队规模尚小，希望与相关研究所、大学和企业等创新力量加强合作，推进人工合成淀粉工程化进程。
“中国科学院将集成相关科技力量，一如既往地支持该项研究深入推进。”中国科学院副院长、中国科学院院士周琪表示，后续研究团队还需要尽快实现从“0到1”到“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。@中科院之声 https://t.cn/A6Mb7nhs
#本周热读[超话]# 【上海制造！#女航天员美容护肤品发往空间站#】太空热潮的兴起，使得航天员们在太空的日常生活，尤其是饮食起居及生活情况成为人们关注的焦点，这次“太空出差三人组”在3个月太空驻留期间不时奉献的吃播和太空健身场景，就被网友们津津乐道。如果中国的女性航天员来到空间站中，她的工作和生活与男航天员有什么不同？分工如何？怎么吃饭、洗漱，要不要护肤等话题，也为人所关注。
澎湃新闻记者20日获悉，在“太空快递小哥”天舟三号此次发送的快递中，有一类特殊物品，就是为未来中国空间站女航天员专门研发的日常清洁和美容护肤用品。这些女性洗护用品均为上海制造，出自奉贤东方美谷的上海化妆品企业伽蓝集团。
伽蓝集团研发中心国际合作护肤实验室总监秦优介绍，双方合作其实已有7年之久。2013年6月，伽蓝集团首次与中国航天合作，从神舟十号搭载的数以亿计太空菌株中成功活化出104株，培育出“太空人参酵母”。
2015年1月，该集团又与中国航天员科研训练中心合作，研制航天员在中国空间站在轨生活所需的无水清洁用品、护肤品和彩妆，部分产品已陪伴三名航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波完成了三个月的空间站工作和生活。（澎湃新闻；阿法）
澎湃新闻记者20日获悉，在“太空快递小哥”天舟三号此次发送的快递中，有一类特殊物品，就是为未来中国空间站女航天员专门研发的日常清洁和美容护肤用品。这些女性洗护用品均为上海制造，出自奉贤东方美谷的上海化妆品企业伽蓝集团。
伽蓝集团研发中心国际合作护肤实验室总监秦优介绍，双方合作其实已有7年之久。2013年6月，伽蓝集团首次与中国航天合作，从神舟十号搭载的数以亿计太空菌株中成功活化出104株，培育出“太空人参酵母”。
2015年1月，该集团又与中国航天员科研训练中心合作，研制航天员在中国空间站在轨生活所需的无水清洁用品、护肤品和彩妆，部分产品已陪伴三名航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波完成了三个月的空间站工作和生活。（澎湃新闻；阿法）
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