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#我国科学家突破人工合成淀粉技术# 人工合成淀粉新突破,“喝西北风”成为fashion的时代还远吗?

近日,我国科学家突破二氧化碳人工合成淀粉技术,这是我国继上世纪60年代在世界上首次完成人工合成结晶牛胰岛素之后,中国科学家又在人工合成淀粉方面取得重大颠覆性、原创性突破——国际上首次在实验室实现二氧化碳到淀粉的从头合成。

这是我国科学领域的第二次巅峰突破,合成的可是淀粉这种复杂有机物,这也是我们粮食的主要成分!

这真的是 颠覆性科技,“喝西北风”也许会成为fashion(哈哈)!今天就来和大家解读下这份重大的科技突破~

01,此次合成的特点
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这篇论文题目是《Cell-free chemoenzymatic starch synthesis from carbon dioxide》

从题目中可以看出,这个合成最大的特点是:不使用细胞(cell-free)。因为在自然界中,用细胞是可以从二氧化碳来合成淀粉的,相信你一定知道,这就是著名的光合作用嘛。

但是,光合作用的问题是,必须要有叶绿体的细胞生物才能完成,对于地球上绝大多数生物来说,这就是植物以及部分动物,那要求就非常的多了。

而这次研究的特点就是:纯工业/实验室合成。

这个研究的路线图如下:

简单的说一下,这个实验的做法是:

首先将二氧化碳用无机催化剂还原为甲醇。
然后甲醇被转换成为三碳
接下来是三碳合成六碳
最后,聚合成为淀粉。

和标准天然淀粉对比,其结构基本一致

无论是吸收峰,还是核磁共振信号,都佐证了这种合成和天然淀粉非常接近了。
下图是合成的淀粉实物图。

02,淀粉合成的意义
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淀粉合成的意义,我们从小往大来说:

1,步骤简单

这次合成只需要不多的步骤,而与之对比,自然界中生物从二氧化碳合成淀粉,需要大约60个生化反应,且需要复杂的生理调节。

而这个人工合成,大概11个步骤。

这里需要特别注意的是,科学家们并不是将60多步删删减减,就得到11步,而是重新设计出了一条路。他们首先从很多种生物的生物化学反应中,计算出了一条极简路径,但是这个路径是计算出来的,实际操作中各个步骤之间不太兼容,比如所需要的反应条件不太一样。科学家们又通过模块化思维,选择不同的反应过程,才摸索出了这条11步的反应路径。

2,速度快,效率高

这次实验室合成的速率是玉米淀粉合成速率的8.5倍

In a chemoenzymatic system with spatial and temporal segregation, ASAP, driven by hydrogen, converts CO2to starch at a rate of 22 nanomoles of CO2per minute per milligram of total catalyst, an ~8.5-fold higher rate than starch synthesis in maize.
理论上1立方米大小的生物反应器年产淀粉量相当于我国5亩玉米地的年产淀粉量。这条新路线使淀粉生产方式从传统的农业种植向工业制造转变成为可能,为从CO2合成复杂分子开辟了新的技术路线。
此外,根据报道,其效率也高,自然界合成淀粉的效率约为2%(玉米),而工业合成效率可以达到10%以上。

受天然光合作用的启发,科研人员在太阳能分解水制绿氢的技术上,进一步开发了高效的化学催化剂,把二氧化碳还原成甲醇等更容易溶于水的一碳化合物(也就是C1),完成了光能——电能——化学能的转化,该过程的能量转化效率超过10%,远超光合作用的能量利用效率(2%),也为后续进一步采用生物催化合成淀粉奠定了理论基础。

3,远景

解决农业问题,民以食为天,一直以来,农业问题关乎了人类的生死存亡。而采用这种工业办法,可以解决农业所需的耕地、淡水资源,也能够避免农药和化肥等的使用,改善粮食安全。

我国的耕地面积为150多万平方千米,占国土面积的16%左右,也就是说,不到五分之一,剩下五分之四的国土面积都是不能作为耕地的,这也使得我国的粮食问题一直非常严峻。

有了这种技术,高山峡谷,沙漠,冰原,这些地方都可以成为农业产地。

自古以来我国的漕运体系,都是需要非常忙碌的转运粮食等物资,而有了这项技术,北方甚至更北的地方直接可以生产淀粉了,那南北的差距也可以得到很好的缓解。

4,温室问题?全球变暖呢?

全球变暖可以说是这些年来一直困扰全人类的问题

让很多人一直担忧,而造成全球变暖的核心因素在于二氧化碳这种温室气体。

工业生产,汽车排放等等都是导致二氧化碳增多的因素,虽然植物一直在持续固定二氧化碳,但是还是比不上二氧化碳的排放。

但是有了这种技术,那直接把二氧化碳固定下来,这效率比农业和植物快多了,那是不是温室气体问题就可以解决了?

5,更遥远的未来

空间站,甚至走向宇宙都是可以解决的。过去我们预想中的解决宇宙远行问题,必须携带粮食,要不就是让人类进入冬眠来减少能量消耗。

而即便进入了宇宙深处,只要醒来,那总是需要粮食的。所以才有了很多外星种田的科幻,比如去火星种土豆的《火星救援》。

可是有了人工合成淀粉,那这些问题都可以得到很好的解决,甚至在不毛之地,只要有二氧化碳和相关材料,直接合成淀粉。

比如,火星大气主要是二氧化碳,比例高达96%,那简直是新的粮仓啊。

而且,二氧化碳本身还是人体代谢的废物,可以直接循环起来。

6,一个问题:能量!

淀粉到二氧化碳,是一个逐步放能的过程。

然后葡萄糖再变成二氧化碳

而这一步相当于逆流而上,必然需要能量。

那么,能量从何而来?

其实,和很多人想象的不同,这个研究的重大意义之一,就在于,他们采用的能量就是太阳能。

这也是本文的另一个合作单位中科院大连化物所的“液态阳光”——把太阳能变成液体燃料,科学家们形象地称其为“液态阳光”。这一技术是由中科院大连化物所的李灿院士主导研究。

当然,这里的能耗肯定要超出这个需求,所以需要额外能源。目前研究很多的新能源,尤其是核能了,希望50年能够实现可控核聚变。

最后,我想一定会有人说,这技术离应用还早呢,这是必然的,但是这种重要性,相信谁都看得到。

曾有一个贵妇人质问电的发现者法拉第:“电有什么用呢?”法拉第巧妙地反问道:“新生婴儿有什么用呢?”

ps:不要轻易觉得自己比science聪明哈

论文链接:DOI:10.1126/science.abh4049

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#汽车评测#二胎家庭,选哪款MPV好呢?

二胎家庭的MPV,和荣威IMSX8是个不错的选择,如果需要购买,这是重点的选择方向,MPV车型的空间表现和乘坐舒适性成为不少家庭选择购买的重要原因。此前市面上自主品牌MPV车型多为低端产品,虽然销量还不错,但是很难讲有较好的乘坐品质。近几年国产MPV车型开始注重驾乘品质,今天对比一下传祺M8以及刚刚上市不久的荣威iMAX8等中大型MPV车型。

荣威iMAX8厂家指导价格:18.88-25.38万元,前脸造型上,搭载了荣威新狮标车型中的标志性设计元素——荣麟格栅,其设计灵感来源于中国古建筑中的斗拱,尺寸颇为夸张,辨识度极高。而光翼贯穿式日行灯的使用也让这辆车看上去更为年轻并提供星云蓝、伯尔鲁帝、刀锋银、荣麟灰以及冰川白五种颜色供消费者选择。

传祺M8厂家指导价格:17.98-26.48万元前脸处的设计更加霸气,多辐镀铬格栅视觉冲击力十足。车身侧面的造型和别克GL8有些许相似感,并采用悬浮式车顶的设计。尾部的造型饱满,其还运用了贯穿式尾灯的设计,其下方的样式更加运动,且同样采用了大量镀铬材质进行勾勒。

此前在市面上好一点的亲民MPV选择无非是别克GL8或者本田奥德赛这样的车型,多为合资品牌。广汽传祺M8的推出给我们带来了新的选择,终于能在中大型MPV市场有一款还不错的自主品牌MPV了。近日,有着别克GL8团队背书的荣威iMAX8也迎来上市,两款车价格区间高度重叠,下面我们就来从几个方面对比一下这两款车。
●外观内饰设计对比:虽各有千秋,但都不能免俗
●尺寸对比:传祺M8小胜

传祺M8侧面造型规规矩矩,四平八稳的设计有效保证了车内空间足够规整和实用,电动侧滑门左右两侧均有配备,并且滑轨与带有隐私玻璃的后窗融为一体,有效降低视觉割裂感,除此之外,时下流行的悬浮式车顶也同样出现在传祺M8身上。车身尺寸方面,长宽高分别为5089(5149)/1884/1822mm,轴距为3000mm。

荣威IMX8从侧面造型上看,颇高的腰线以及长发动机盖设计弱化了传统MPV车型的“方盒子”视觉形象,其设计风格更像轿车。D柱采用颇为宽大的镀铬饰条进行装饰,上面还带有几何图案,看上去颇具质感。一体式门把手的设计也让这款车看上去更加和谐,视觉整体性更强。宽高分别为5016/1909/1788mm,轴距达到了3000mm。

作为一款MPV车型,最重要的还是尺寸空间表现,我们来对比一下硬性指标。可以看到传祺M8的车身长度和高度是优于荣威iMAX8,也就是说在头部空间表现上传祺M8应该会更好一些。而在车身宽度上,荣威iMAX8是好于传祺M8,也就是在车内的横向宽度距离上可能会更加有优势。两款车的轴距都是3000mm,这似乎也是中大型MPV的一个门槛了。所以两车的内部横向空间表现应该半斤八两,主要还是看座椅的舒适性设计如何了。

传祺M8的中控才用了环抱式设计,中控区操作机构区域采用了与广汽传祺GA8相同的镂空水晶设计电子换挡杆,同时多媒体系统及空调操作区域造型更为简洁。内部还搭配了内嵌式中控显示屏幕,使得车内的整体质感和科技气息更为浓郁。

传祺M8配置了10.1英寸中控屏,内部整合了广汽传祺最新的ADIGO智能系统,其内置QQ音乐,高德地图等常用APP,卡片式UI界面操作也更便捷。

荣威iMAX8采用了荣威品牌最新的家族式设计风格,大气稳重的同时还有不错的精致感,颜值在当前的同级别车型中是出类拔萃的,这样的表现很容易让人“一见钟情”,虽然整体造型依旧是MPV典型的“方盒子”造型,但是不得不说,荣威iMAX8的设计弱化那种MPV的笨重感,同时,又给人以出色的质感,加上超过5米的车身,MPV的气势是不虚的。

中控区域悬浮式的12.3英寸液晶屏内置了荣威最新的斑马智行VENUS系统。系统集成AI智能主动交互语音、支付宝小程序上车、车家互联等更多功能体验,在全舱搭载6个麦克风,并采用座舱分区定向收音技术,能够精准回应指令发出者,实现全舱平等语音交互。三排乘客都可以通过语音控制空调、多媒体、天窗等功能,让驾驶者和乘坐者有着同样的交互体验。

传祺M8采用2+2+3的7座布局,其中无论是哪一个价位区间的MPV,第二排永远都是消费者最看重的位置,毕竟不管是商务用车还是家庭用车,第二排坐的永远都是全车最重要的人,M8第二排有着不输飞机头等舱的舒适性配置,除了常规的腿托、腰托、航天头枕之外,还具备通风/加热/按摩功能,基本上该有的配置它都有了。

荣威IMX8作为MPV,车内的空间和乘坐舒适性是最重要的一点,在这方面,荣威iMAX8表现令人满意。2+2+3常规的七座布局对每一个人的照顾都比较到位,尤其是第二排,VIP待遇是没有问题的。独立航空座椅,带有可调节支撑和包裹的头枕,电动腿托、电动腰托、按摩、加热、通风等一系列功能一应俱全,舒适度基本无可挑剔。

荣威IMX8 在车内第一排座椅后面,还有两块10英寸的条状液晶屏,这块“魔屏”可以让后排的乘客对于多媒体和导航等功能进行操作和查看,这也让后排的“老板们”有了能根据自己的喜好选择合适的多媒体音频,同时简化的导航信息显示也能让他们对于自己的行程时间计划了如指掌。

荣威IMX8最大亮点配置当属魔吧,其包含0-60℃的冷暖箱以及升降茶台(模块化设计,可更换为咖啡台),除了通过按键操控外,魔吧也可以通过语音操控在中央通道进行前后移动,能更好地照顾到前后排乘客。

传祺M8熏黑D柱的设计与后挡风玻璃形成完整的黑色平面,档次感不错,贯穿式尾灯很有辨识度,大尺寸的灯罩有效提升整车沉稳大气的视觉效果,后包围U型镀铬饰条在提升车尾精致感的同时也与前脸形成呼应,另外,双边共两出的排气并不是装饰,这种张扬的设计在MPV车型上并不多见。

iMAX8在尾部的设计上相较于前脸则收敛了不少,没有了复杂的线条设计,反而通过平直的横向线条拉伸了横向的视觉感,同时也让车尾更富层次。在尾灯的内部细节中也采用了“荣麟纹”的造型,加上贯穿车尾连接两边尾灯的镀铬饰条,让iMAX8的尾部辨识度进一步提升。

简单说一下两款车的外观内饰设计,可以说原创度都还是不错的。传祺M8采用了当下非常流行的超大尺寸格栅,上下一体式的设计也是与MPV网红车型丰田埃尔法有几分神似,大灯的造型又与奔驰S级十分相近,可以说这样的一个前脸风格迎合了当下的消费者喜好。传祺M8的内饰设计也十分简洁化,大屏配合不错的用料和做工,让人感觉车内的品质感还是很不错的。

荣威iMAX8同样不难免俗的也使用了上下贯穿的一体式大尺寸格栅,同样十分霸气,大灯的造型很犀利,小眼神非常有意思。车尾虽然没有引入和传祺M8一样的贯穿式尾灯造型,但是线条也十分干练,整体的观感还是不错的。荣威iMAX8车内的科技感要更胜一筹,双大屏以及一些金属材质的运用,让其看上去更加年轻化一些,和传祺M8的内饰豪华感是不同的路数。
●动力对比:传祺M8更有优势
真是不打不相识,两款车的动力配置惊人的一致,都配2.0T四缸发动机,传动都是8AT变速器,也都只有前驱车型。唯一不同的是动力参数上有一些差距,虽然都是2.0T发动机,但是传祺M8的动力参数表现更好。

荣威iMAX8动力方面,搭载代号为20A4E的2.0T涡轮增压发动机,最大功率234马力,最大扭矩360牛·米,传动方面,与之匹配的是一台爱信第三代8AT变速箱。悬架结构,为前麦弗逊式独立悬架和后多连杆式独立悬架。

这套2.0T+8AT的动力总成对驾驶员的提速指令是响应很快的,轻踩油门踏板即可能感受到变速箱的及时降挡。动力储备尚可,不会给人很窜的感觉。该车整体的制动脚感和上汽集团的大部分车型有着相似之处,偏线性绵柔的制动调校符合其MPV车型的定位。

传祺M8动力方面,该车搭载型号为4B20J1的2.0T涡轮增压发动机,最大功率为252马力,最大扭矩为390牛·米,账面数据在这四款车型中是最漂亮的。传动系统方面,与之匹配的是8速手自一体变速箱。

这台2.0T发动机的动力输出还是比较让人满意的,它的油门足够听话,更为充沛的低扭让你在应对这种路况时更加游刃有余。8AT变速箱除了平顺性更加良好外,也让发动机的动力输出变得更加绵密。该车采用前麦弗逊式和后多连杆式悬架结构,底盘调校明显偏向于舒适性,路面上细微的颠簸和裂缝基本都会被悬架隔绝掉。刹车的前半段有较为明显的虚位,车厢隔音表现还是较为出色的。

另外车身整备质量上,荣威iMAX8反而更重一些,那么在实际的动力表现上,传祺M8应该会更优势。
荣威iMAX8和传祺M8都属于自主品牌中大型MPV的精品,两款车的价格区间高度重叠,动力配置和尺寸也十分相近,竞争关系不言而喻。从各方面对标来看,传祺M8虽然已经上市有一段时间,但是硬件配置还是很有优势的。荣威iMAX8虽然参数上略占下风,但是新的配置也是武装到了牙齿,虽然刚上市不久,价格优惠要少一些,就看您更加看重那一项了。#汽车评测#


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